Den fysiske synteseproces for zinkselenid omfatter hovedsageligt følgende tekniske ruter og detaljerede parametre

1. Solvotermisk syntese

1. Råmaterialeforhold‌
Zinkpulver og selenpulver blandes i et molforhold på 1:1, og deioniseret vand eller ethylenglycol tilsættes som opløsningsmiddelmedium 35.

2.Reaktionsbetingelser

Reaktionstemperatur: 180-220°C

o Reaktionstid: 12-24 timer

o Tryk: Oprethold det selvgenererede tryk i den lukkede reaktionskedel
Den direkte kombination af zink og selen muliggøres ved opvarmning for at danne nanoskala zinkselenidkrystaller 35.

3.Efterbehandlingsproces‌
Efter reaktionen blev den centrifugeret, vasket med fortyndet ammoniak (80 °C), methanol og vakuumtørret (120 °C, P₂O₅).btainet pulver med en renhed på > 99,9 % 13.

2. Kemisk dampaflejringsmetode

1.Forbehandling af råmaterialer

o Renheden af ​​zinkråmaterialet er ≥ 99,99% og placeret i en grafitdigel

o Hydrogenselenidgas transporteres ved argongas6.

2.Temperaturkontrol

o Zinkfordampningszone: 850-900°C

o Aflejringszone: 450-500°C
Retningsbestemt aflejring af zinkdamp og hydrogenselenid ved temperaturgradient 6.

3.Gasparametre

o Argonflow: 5-10 l/min

o Partialtryk af hydrogenselenid:0,1-0,3 atm
Aflejringshastigheder kan nå 0,5-1,2 mm/t, hvilket resulterer i dannelsen af ​​60-100 mm tykt polykrystallinsk zinkselenid 6.

3. Direkte syntesemetode i fast fase

1. Råmaterialehåndtering‌
Zinkchloridopløsningen blev reageret med oxalsyreopløsningen for at danne et zinkoxalatbundfald, som blev tørret og formalet og blandet med selenpulver i et forhold på 1:1,05 molær 4..

2.Termiske reaktionsparametre

o Temperatur i vakuumrørsovn: 600-650°C

o Hold varm tid: 4-6 timer
Zinkselenidpulver med en partikelstørrelse på 2-10 μm genereres ved fastfasediffusionsreaktion 4.

Sammenligning af nøgleprocesser

Nøglepunkter for speciel proceskontrol: Den solvotermiske metode skal tilsætte overfladeaktive stoffer såsom oliesyre for at regulere morfologien 5, og dampaflejringen kræver, at substratruheden er < Ra20 for at sikre ensartet aflejring 6.

1. Fysisk dampaflejring (PVD).

1.Teknologisti

o Råmaterialet zinkselenid fordampes i et vakuummiljø og aflejres på substratoverfladen ved hjælp af sputtering eller termisk fordampningsteknologi12.

o Fordampningskilderne for zink og selen opvarmes til forskellige temperaturgradienter (zinkfordampningszone: 800-850 °C, selenfordampningszone: 450-500 °C), og det støkiometriske forhold styres ved at kontrollere fordampningshastigheden.‌12.

2.Parameterkontrol

o Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa

o Basaltemperatur: 200–400 °C

o Aflejringshastighed:0,2–1,0 nm/s
Zinkselenidfilm med en tykkelse på 50-500 nm kan fremstilles til brug i infrarød optik 25.

2Mekanisk kuglefræsningsmetode

1.Håndtering af råmaterialer

o Zinkpulver (renhed ≥99,9%) blandes med selenpulver i et molforhold på 1:1 og fyldes i en kuglemølle af rustfrit stål 23.

2.Procesparametre

o Kugleslibningstid: 10-20 timer

Hastighed: 300–500 o/min

o Pelletforhold: 10:1 (zirkonium-slibekugler).
Zinkselenid-nanopartikler med en partikelstørrelse på 50-200 nm blev genereret ved mekaniske legeringsreaktioner med en renhed på >99% 23.

3. Varmpresningssintringsmetode

1.Forberedelse af forløber

o Zinkselenid-nanopulver (partikelstørrelse < 100 nm) syntetiseret ved solvotermisk metode som råmateriale 4.

2.Sintringsparametre

Temperatur: 800–1000 °C

Tryk: 30–50 MPa

o Holdes varm: 2-4 timer
Produktet har en densitet på > 98% og kan forarbejdes til optiske komponenter i storformat, såsom infrarøde vinduer eller linser 45.

4. Molekylær stråleepitaksi (MBE).

1.Ultrahøjt vakuummiljø

o Vakuum: ≤1×10⁻⁷ Pa

o Zink- og selenmolekylstrålerne styrer præcist strømmen gennem elektronstrålefordampningskilden6.

2.Vækstparametre

o Basistemperatur: 300-500 °C (GaAs- eller safirsubstrater anvendes almindeligvis).

Vækstrate:0,1–0,5 nm/s
Enkeltkrystalzinkselenid-tyndfilm kan fremstilles i tykkelsesområdet 0,1-5 μm til højpræcisionsoptoelektroniske enheder56.