Процес фізичного синтезу селеніду цинку включає в основному такі технічні маршрути та детальні параметри

1. Сольвотермічний синтез

1. Сирийспіввідношення матеріалів‌
Порошок цинку та порошок селену змішують у молярному співвідношенні 1:1, а як розчинник додають деіонізовану воду або етиленгліколь 35..

2.Умови реакції

Температура реакції: 180-220°C

Час реакції: 12-24 години

o Тиск: Підтримуйте самостійно створений тиск у закритому реакційному котлі
Пряме поєднання цинку та селену полегшується нагріванням для отримання нанорозмірних кристалів селеніду цинку 35.

3.Процес після обробки‌
Після реакції його центрифугували, промивали розведеним аміаком (80 °C), метанолом та сушили у вакуумі (120 °C, P₂O₅).бтейнпорошок чистотою > 99,9% 13.

2. Метод хімічного осадження з парової фази

1.Попередня обробка сировини

o Чистота цинкової сировини ≥ 99,99% та поміщена в графітовий тигель

o Газоподібний селенід водню транспортується аргоном-носієм.

2.Контроль температури

Зона випаровування цинку: 850-900°C

Зона осадження: 450-500°C
Спрямоване осадження парів цинку та селеніду водню за допомогою градієнта температури 6.

3.Параметри газу

Потік аргону: 5-10 л/хв

o Парціальний тиск селеніду водню:0,1-0,3 атм
Швидкість осадження може досягати 0,5-1,2 мм/год, що призводить до утворення полікристалічного селеніду цинку 6 товщиною 60-100 мм..

3. Метод прямого твердофазного синтезу

1. Сирийобробка матеріалів‌
Розчин хлориду цинку реагував з розчином щавлевої кислоти з утворенням осаду оксалату цинку, який висушували, подрібнювали та змішували з порошком селену у співвідношенні 1:1,05 молярно..

2.Параметри термічної реакції

o Температура вакуумної трубчастої печі: 600-650°C

o Час збереження тепла: 4-6 годин
Порошок селеніду цинку з розміром частинок 2-10 мкм отримують шляхом реакції твердофазної дифузії 4.

Порівняння ключових процесів

Ключові моменти спеціального контролю процесу: сольвотермічний метод потребує додавання поверхнево-активних речовин, таких як олеїнова кислота, для регулювання морфології 5, а осадження з парової фази вимагає шорсткості підкладки < Ra20 для забезпечення рівномірності осадження 6.

1. Фізичне осадження з парової фази (ПВД).

1.Технологічний шлях

o Сировина – селенід цинку – випаровується у вакуумному середовищі та наноситься на поверхню підкладки за допомогою технології розпилення або термічного випаровування12.

o Джерела випаровування цинку та селену нагріваються до різних температурних градієнтів (зона випаровування цинку: 800–850 °C, зона випаровування селену: 450–500 °C), а стехіометричне співвідношення контролюється шляхом регулювання швидкості випаровування‌12.

2.Керування параметрами

Вакуум: ≤1×10⁻³ Па

Базальна температура: 200–400°C

Швидкість осадження:0,2–1,0 нм/с
Плівки селеніду цинку товщиною 50–500 нм можуть бути підготовлені для використання в інфрачервоній оптиці 25.

2Метод механічного кульового фрезерування

1.Обробка сировини

o Порошок цинку (чистота ≥99,9%) змішують з порошком селену у молярному співвідношенні 1:1 та завантажують у склянку кульового млина з нержавіючої сталі 23.

2.Параметри процесу

o Час шліфування куль: 10–20 годин

Швидкість: 300–500 об/хв

o Співвідношення гранул: 10:1 (цирконієві кулі для помелу).
Наночастинки селеніду цинку з розміром частинок 50–200 нм були отримані шляхом реакцій механічного легування з чистотою >99%23.

3. Метод гарячого пресування та спікання

1.Підготовка прекурсорів

o Нанопорошок селеніду цинку (розмір частинок < 100 нм), синтезований сольвотермічним методом, як сировина 4.

2.Параметри спікання

Температура: 800–1000°C

Тиск: 30–50 МПа

o Зберігати в теплі: 2–4 години
Продукт має щільність > 98% і може бути перероблений у великоформатні оптичні компоненти, такі як інфрачервоні вікна або лінзи 45.

4. Молекулярно-променева епітаксія (MBE).

1.Ультрависоковакуумне середовище

Вакуум: ≤1×10⁻⁷ Па

Молекулярні пучки цинку та селену точно контролюють потік через джерело випаровування електронним пучком6.

2.Параметри росту

o Базова температура: 300–500°C (зазвичай використовуються підкладки GaAs або сапфір).

o Темпи зростання:0,1–0,5 нм/с
Тонкі плівки монокристалічного селеніду цинку можна виготовляти в діапазоні товщини 0,1–5 мкм для високоточних оптоелектронних пристроїв56.