जिंक सेलेनाइड की भौतिक संश्लेषण प्रक्रिया में मुख्य रूप से निम्नलिखित तकनीकी मार्ग और विस्तृत पैरामीटर शामिल हैं।

1. विलायक-तापीय संश्लेषण

1. कच्चासामग्री अनुपात‌
जस्ता पाउडर और सेलेनियम पाउडर को 1:1 मोलर अनुपात में मिलाया जाता है, और विलायक माध्यम के रूप में विआयनीकृत जल या एथिलीन ग्लाइकॉल मिलाया जाता है। 35.

2.प्रतिक्रिया की शर्तें

अभिक्रिया तापमान: 180-220°C

प्रतिक्रिया समय: 12-24 घंटे

दबाव: बंद अभिक्रिया केतली में स्वतः उत्पन्न दबाव को बनाए रखें।
जिंक और सेलेनियम के प्रत्यक्ष संयोजन को ताप द्वारा सुगम बनाया जाता है जिससे नैनोस्केल जिंक सेलेनाइड क्रिस्टल उत्पन्न होते हैं 35.

3.उपचार के बाद की प्रक्रिया‌
अभिक्रिया के बाद, इसे सेंट्रीफ्यूज किया गया, तनु अमोनिया (80 डिग्री सेल्सियस) और मेथनॉल से धोया गया, और वैक्यूम में सुखाया गया (120 डिग्री सेल्सियस, P₂O₅)।प्राप्त करेंएक पाउडर जिसकी शुद्धता > 99.9% है 13.

2. रासायनिक वाष्प निक्षेपण विधि

1.कच्चे माल का पूर्व-उपचार

जस्ता कच्चे माल की शुद्धता ≥ 99.99% है और इसे ग्रेफाइट क्रूसिबल में रखा जाता है।

हाइड्रोजन सेलेनाइड गैस को आर्गन गैस वाहक द्वारा ले जाया जाता है।

2.तापमान नियंत्रण

जस्ता वाष्पीकरण क्षेत्र: 850-900°C

o निक्षेपण क्षेत्र: 450-500°C
तापमान प्रवणता द्वारा जस्ता वाष्प और हाइड्रोजन सेलेनाइड का दिशात्मक निक्षेपण 6.

3.गैस पैरामीटर

आर्गन प्रवाह: 5-10 लीटर/मिनट

हाइड्रोजन सेलेनाइड का आंशिक दबाव:0.1-0.3 एटीएम
जमाव दर 0.5-1.2 मिमी/घंटा तक पहुंच सकती है, जिसके परिणामस्वरूप 60-100 मिमी मोटी पॉलीक्रिस्टलाइन जिंक सेलेनाइड 6 का निर्माण होता है।.

3. ठोस-चरण प्रत्यक्ष संश्लेषण विधि

1. कच्चासामग्री हैंडलिंग‌
जिंक क्लोराइड विलयन की अभिक्रिया ऑक्सालिक अम्ल विलयन के साथ कराई गई जिससे जिंक ऑक्सालेट अवक्षेप प्राप्त हुआ, जिसे सुखाकर पीस लिया गया और उसमें 1:1.05 मोलर अनुपात में सेलेनियम पाउडर मिलाया गया।.

2.तापीय प्रतिक्रिया मापदंड

वैक्यूम ट्यूब भट्टी का तापमान: 600-650°C

गर्म रखने का समय: 4-6 घंटे
ठोस-चरण प्रसार अभिक्रिया द्वारा 2-10 μm कण आकार वाला जिंक सेलेनाइड पाउडर उत्पन्न किया जाता है।.

प्रमुख प्रक्रियाओं की तुलना

विशेष प्रक्रिया नियंत्रण के प्रमुख बिंदु: सॉल्वोथर्मल विधि में आकारिकी को विनियमित करने के लिए ओलिक एसिड जैसे सर्फेक्टेंट मिलाने की आवश्यकता होती है 5, और वाष्प निक्षेपण में निक्षेपण की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए सब्सट्रेट की खुरदरापन < Ra20 होना आवश्यक है 6.

1. भौतिक वाष्प निक्षेपण (पीवीडी).

1.प्रौद्योगिकी पथ

जिंक सेलेनाइड कच्चे माल को निर्वात वातावरण में वाष्पीकृत किया जाता है और स्पटरिंग या थर्मल वाष्पीकरण तकनीक का उपयोग करके सब्सट्रेट सतह पर जमा किया जाता है12।

जस्ता और सेलेनियम के वाष्पीकरण स्रोतों को अलग-अलग तापमान प्रवणताओं (जस्ता वाष्पीकरण क्षेत्र: 800–850 °C, सेलेनियम वाष्पीकरण क्षेत्र: 450–500 °C) पर गर्म किया जाता है, और वाष्पीकरण दर को नियंत्रित करके स्टोइकोमेट्रिक अनुपात को नियंत्रित किया जाता है।‌12।

2.पैरामीटर नियंत्रण

निर्वात: ≤1×10⁻³ Pa

आधार तापमान: 200–400°C

जमाव दर:0.2–1.0 एनएम/सेकंड
इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स में उपयोग के लिए 50-500 एनएम मोटाई वाली जिंक सेलेनाइड फिल्में तैयार की जा सकती हैं।25.

2यांत्रिक बॉल मिलिंग विधि

1.कच्चे माल की हैंडलिंग

जिंक पाउडर (शुद्धता ≥99.9%) को सेलेनियम पाउडर के साथ 1:1 मोलर अनुपात में मिलाया जाता है और स्टेनलेस स्टील बॉल मिल जार 23 में डाला जाता है।.

2.प्रक्रिया पैरामीटर

बॉल ग्राइंडिंग का समय: 10-20 घंटे

गति: 300–500 आरपीएम

पेलेट अनुपात: 10:1 (ज़िरकोनिया ग्राइंडिंग बॉल्स)।
यांत्रिक मिश्रधातुकरण अभिक्रियाओं द्वारा 50–200 एनएम कण आकार वाले जिंक सेलेनाइड नैनोकणों का निर्माण किया गया, जिनकी शुद्धता >99% थी।.

3. गर्म दबाव विधि द्वारा सिंटरिंग

1.पूर्ववर्ती तैयारी

o सॉल्वोथर्मल विधि द्वारा संश्लेषित जिंक सेलेनाइड नैनोपाउडर (कण आकार < 100 एनएम) को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया गया।.

2.सिंटरिंग पैरामीटर

तापमान: 800–1000 डिग्री सेल्सियस

दबाव: 30–50 एमपीए

गर्म रखें: 2-4 घंटे
इस उत्पाद का घनत्व > 98% है और इसे इन्फ्रारेड विंडो या लेंस जैसे बड़े आकार के ऑप्टिकल घटकों में संसाधित किया जा सकता है।.

4. आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई).

1.अति-उच्च निर्वात वातावरण

निर्वात: ≤1×10⁻⁷ Pa

जिंक और सेलेनियम आणविक किरणें इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण स्रोत6 के माध्यम से प्रवाह को सटीक रूप से नियंत्रित करती हैं।

2.विकास मापदंड

आधार तापमान: 300–500°C (आमतौर पर GaAs या नीलमणि सब्सट्रेट का उपयोग किया जाता है)।

विकास दर:0.1–0.5 एनएम/सेकंड
उच्च परिशुद्धता वाले ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए 0.1–5 μm की मोटाई सीमा में एकल-क्रिस्टल जिंक सेलेनाइड पतली फिल्में तैयार की जा सकती हैं।56.