1. Hoʻolauna

ʻO Zinc telluride (ZnTe) kahi mea koʻikoʻi II-VI pūʻulu semiconductor me kahi hoʻolālā bandgap pololei. Ma ka lumi wela, ʻo kona bandgap ma kahi o 2.26eV, a loaʻa iā ia nā noi ākea i nā mea optoelectronic, nā pūnaewele lā, nā mea ʻike radiation, a me nā kahua ʻē aʻe. E hāʻawi kēia ʻatikala i kahi kikoʻī kikoʻī i nā kaʻina hana synthesis no ka zinc telluride, e pili ana i ka hopena solid-state, transport vapor, solution-based method, molecular beam epitaxy, a pēlā aku.

2. Ke Kaʻina Hana Paʻa Paʻa no ZnTe Synthesis

2.1 Kumu

ʻO ke kaʻina hana hoʻokō paʻa ʻo ia ke ʻano kuʻuna maʻamau no ka hoʻomākaukau ʻana i ka telluride zinc, kahi e hana pololei ai ka zinc maʻemaʻe kiʻekiʻe a me ka tellurium i nā wela kiʻekiʻe e hana i ZnTe:

Zn + Te → ZnTe

2.2 Kaʻina hana kikoʻī

2.2.1 Hoʻomākaukau Mea Maka

1. Koho Mea Pono: E hoʻohana i nā granules zinc maʻemaʻe kiʻekiʻe a me nā puʻupuʻu tellurium me ka maʻemaʻe ≥99.999% e like me nā mea hoʻomaka.
2. Mea Hana mua:
   • Lapaʻau Zinc: E hoʻokomo mua i loko o ka waika hydrochloric dilute (5%) no 1 minuke e wehe i nā oxides o luna, holoi me ka wai deionized, holoi me ka ethanol anhydrous, a maloʻo hope i ka umu ma 60°C no 2 mau hola.
   • Lapaʻau Tellurium: E hoʻokomo mua i loko o ka wai regia (HNO₃:HCl=1:3) no 30 kekona no ka wehe ʻana i nā oxides ili, holoi me ka wai deionized a kū ʻole, holoi me ka ethanol anhydrous, a hoʻomaloʻo hope loa i loko o ka umu ma 80°C no 3 mau hola.
3. Ke kaupaona ana: E kaupaona i na mea maka ma ka ratio stoichiometric (Zn:Te=1:1). Ke noʻonoʻo nei i ka volatilization zinc i nā mahana kiʻekiʻe, hiki ke hoʻohui ʻia he 2-3% keu.

2.2.2 Huihui Mea

1. ʻO ka wili ʻana a me ka hui ʻana: E kau i ka zinc a me tellurium i kaupaona ʻia i loko o kahi momi agate a wili no 30 mau minuke i loko o kahi pahu mīkina lima i piha i ka argon a hui like.
2. Pelletizing: E ​​kau i ka pauka i hui ʻia i loko o kahi ʻōpala a kaomi i loko o nā pellets me nā anawaena o 10-20mm ma lalo o ke kaomi 10-15MPa.

2.2.3 Hoʻomākaukau ʻana i ka moku

1. Hana ʻia ʻo Quartz Tube: E koho i nā paipu quartz maʻemaʻe kiʻekiʻe (20-30mm anawaena, 2-3mm ka mānoanoa o ka paia), e hoʻomoʻa mua i ka wai regia no 24 mau hola, holoi pono me ka wai deionized, a maloʻo i ka umu ma 120°C.
2. Hoʻokuʻu: E kau i nā pellets maka i loko o ka paipu quartz, e hoʻopili i kahi ʻōnaehana maloʻo, a haʻalele i ≤10⁻³Pa.
3. Hoʻopaʻa ʻia: Sila i ka paipu quartz me ka lapalapa hydrogen-oxygen, e hōʻoia i ka lōʻihi o ke sila ≥50mm no ka pale ʻana i ka ea.

2.2.4 Kiʻekiʻe-Panahana Reaction

1. Ka Papa Hoʻomaʻamaʻa Mua: E kau i ka paipu quartz i hoʻopaʻa ʻia i loko o ka umu a wela a hiki i 400 ° C ma ka wikiwiki o 2-3 ° C / min, e paʻa ana no 12 mau hola e ʻae i ka hopena mua ma waena o ka zinc a me tellurium.
2. Ka Papa Hoʻomaʻamaʻaʻelua: E hoʻomau i ka wela i 950-1050 ° C (ma lalo o ka quartz softening point o 1100 ° C) ma 1-2 ° C / min, e paʻa ana no nā hola 24-48.
3. ʻO ka hoʻoluliluli ʻana i ka paipu: I ka wā o ka wela wela, e hoʻoluliluli i ka umu ma 45° i kēlā me kēia 2 hola a e hoʻoluliluli i nā manawa he nui e hōʻoia i ka hui ʻana o nā mea hoʻonā.
4. Hoʻoluʻu: Ma hope o ka pau ʻana o ka pane ʻana, e hoʻomaha mālie i ka lumi wela ma 0.5-1°C/min no ka pale ʻana i ka hāpana ʻana ma muli o ke kaumaha wela.

2.2.5 Hoʻoponopono Huahana

1. Wehe i ka Huahana: E wehe i ka paipu quartz i loko o ka pahu mīkina lima a wehe i ka huahana hopena.
2. Ka wili ʻana: E hoʻomaʻamaʻa hou i ka huahana i loko o ka pauka e wehe i nā mea i hana ʻole ʻia.
3. Annealing: Hoʻopili i ka pauka ma 600 ° C ma lalo o ka argon ea no 8 mau hola e hoʻomaha ai i ke kaumaha o loko a hoʻomaikaʻi i ka crystallinity.
4. Hoʻohālikelike: Hana i ka XRD, SEM, EDS, a me nā mea ʻē aʻe, e hōʻoia i ka maʻemaʻe o ka pae a me ka haku mele.

2.3 Kaʻina Hana Kūlana

1. Mana Manawa: ʻO 1000±20°C ka wela o ka hopena. Hiki i nā wela haʻahaʻa ke hopena i ka hopena piha ʻole, ʻoiai ʻo ke kiʻekiʻe o ka wela ke kumu o ka zinc volatilization.
2. Manawa Manawa: Pono ka manawa paʻa ≥24 hola e hōʻoia i ka hopena piha.
3. ʻO ka hoʻoluʻu ʻana: ʻo ka hoʻoluʻu lohi (0.5-1°C/min) e hāʻawi mai i nā ʻano hua aniani.

2.4 Nā Pōmaikaʻi a me nā pōʻino

Pono:

• ʻO ke kaʻina hana maʻalahi, nā koi haʻahaʻa haʻahaʻa
• He kūpono no ka hana pūʻulu
• Maʻemaʻe huahana kiʻekiʻe

Nā hemahema:

• Kiʻekiʻe hopena wela, kiʻekiʻe ikehu hoʻohana
• ʻAʻole kūlike ka nui o ka palaoa
• Hiki ke loaʻa i nā mea liʻiliʻi i hana ʻole ʻia

3. ʻO ke ʻano o ka lawe ʻana i ka mahu no ZnTe Synthesis

3.1 Kumu

Hoʻohana ke ʻano o ka lawe ʻana i ka mahu e lawe i nā mahu reactant i kahi haʻahaʻa haʻahaʻa no ka waiho ʻana, e loaʻa ana i ka ulu kuhikuhi o ZnTe ma o ka hoʻomalu ʻana i nā gradients wela. Hoʻohana pinepine ʻia ʻo Iodine ma ke ʻano he mea lawe:

ZnTe(s) + I₂(g) ⇌ ZnI₂(g) + 1/2Te₂(g)

3.2 Kaʻina hana kikoʻī

3.2.1 Hoʻomākaukau Mea Maka

1. Koho Mea Pono: E hoʻohana i ka pauka ZnTe maʻemaʻe kiʻekiʻe (ka maʻemaʻe ≥99.999%) a i ʻole nā ​​pauka Zn a me Te stoichiometrically i hui pū ʻia.
2. ʻO ka hoʻomākaukau ʻana i ka ʻoihana lawe kaʻa: nā kristal iodine maʻemaʻe kiʻekiʻe (maʻemaʻe ≥99.99%), ka nui o ka nui o 5-10mg/cm³.
3. Hana ʻia ʻo Quartz Tube: E like me ke ʻano o ka hoʻokō paʻa, akā pono nā paipu quartz lōʻihi (300-400mm).

3.2.2 Hoʻouka Tube

1. Hoʻokomo Mea: E kau i ka pauka ZnTe a i ʻole ka hui ʻana o Zn+Te ma kekahi kihi o ka paipu quartz.
2. Hoʻohui Iodine: E hoʻohui i nā kristal iodine i ka paipu quartz i loko o kahi pahu mīkina lima.
3. Hoʻokuʻu: E haʻalele i ≤10⁻³Pa.
4. Hoʻopaʻa ʻia: Sila me ka lapalapa hydrogen-oxygen, e hoʻopaʻa i ka paipu.

3.2.3 Hoʻonohonoho ʻoniʻoni ʻoniʻoni

1. Ka Mahana Wahi Wela: Hoʻonoho ʻia i 850-900°C.
2. Ka Mahana Wahi Anu: Hoʻonoho ʻia i 750-800°C.
3. Ka lōʻihi o ka gradient Zone: Ma kahi o 100-150mm.

3.2.4 Kaʻina Hoʻoulu

1. Ka Papa Mua: E wela i ka 500°C ma 3°C/min, paa no 2 mau hora e ae ai i ka hana mua ma waena o iodine a me na mea maka.
2. Ka Papa ʻElua: E hoʻomau i ka hoʻomehana ʻana i ka mahana i hoʻonohonoho ʻia, mālama i ka gradient mahana, a ulu no 7-14 mau lā.
3. Hoʻoluʻu: Ma hope o ka pau ʻana o ka ulu ʻana, hoʻomaʻalili i ka lumi wela ma 1 ° C / min.

3.2.5 Ohi Huahana

1. Wehe i ka Tube: Wehe i ka paipu quartz i loko o ka pahu mīkina lima.
2. ʻOhi: E hōʻiliʻili i nā kristal ZnTe hoʻokahi i ka hopena anu.
3. Hoʻomaʻemaʻe: Ultrasonically hoʻomaʻemaʻe me ka anhydrous ethanol no 5 mau minuke e wehe i ka iodine i hoʻopili ʻia.

3.3 Kaʻina Mana Mana

1. Ka Manaʻo Ka nui o Iodine: Hoʻopili ka nui o ka iodine i ka nui o ka lawe ʻana; ʻO ka laulā maikaʻi loa he 5-8mg/cm³.
2. ʻO ka Gradient Mahana: E mālama i ka gradient i loko o 50-100°C.
3. Ka manawa ulu: maʻamau 7-14 mau lā, e pili ana i ka nui aniani i makemake ʻia.

3.4 Nā Pōmaikaʻi a me nā pōʻino

Pono:

• Hiki ke loaʻa nā kristal hoʻokahi kiʻekiʻe
• ʻOi aku ka nui o nā aniani kristal
• Maʻemaʻe kiʻekiʻe

Nā hemahema:

• Nā pōʻai ulu lōʻihi
• Nā mea pono kiʻekiʻe
• Haʻahaʻa hua

4. Hana Hana Hana no ZnTe Nanomaterial Synthesis

4.1 Kumu

Hoʻoponopono nā ʻano hana hoʻonā i nā hopena precursor i ka hopena e hoʻomākaukau ai i nā nanoparticles ZnTe a i ʻole nā ​​nanowires. ʻO kahi pane maʻamau:

Zn²⁺ + HTe⁻ + OH⁻ → ZnTe + H₂O

4.2 Kaʻina hana kikoʻī

4.2.1 Hoʻomākaukau Reagent

1. Puna Zinc: Zinc acetate (Zn(CH₃COO)₂·2H₂O), maemae ≥99.99%.
2. Puna Telelurium: Tellurium dioxide (TeO₂), maʻemaʻe ≥99.99%.
3. Mea Ho'ēmi: Sodium borohydride (NaBH₄), maʻemaʻe ≥98%.
4. Nā mea hoʻoheheʻe: wai deionized, ethylenediamine, ethanol.
5. Mea hoʻoneʻe: Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB).

4.2.2 Hoʻomākaukau mua o Tellurium

1. Hoʻomākaukau Hoʻoponopono: Hoʻopau i ka 0.1mmol TeO₂ i 20ml wai deionized.
2. Hoʻemi i ka hopena: E hoʻohui i ka 0.5mmol NaBH₄, e hoʻoulu i ka magnetic no 30 mau minuke e hana i ka hopena HTe⁻.
   TeO₂ + 3BH₄⁻ + 3H₂O → HTe⁻ + 3B(OH)₃ + 3H₂↑
3. Ka Lewa Palekana: E mālama i ke kahe ʻana o ka nitrogen a puni i mea e pale ai i ka oxidation.

4.2.3 ZnTe Nanoparticle Synthesis

1. Hoʻomākaukau Zinc Solution: Hoʻopau i ka 0.1mmol zinc acetate i 30ml ethylenediamine.
2. Ka Hoʻohuihui: E hoʻohui mālie i ka solution HTe⁻ i ka solution zinc, e hoʻopili ma 80°C no 6 mau hola.
3. Centrifugation: Ma hope o ka pane ʻana, centrifuge ma 10,000rpm no 10 mau minuke e hōʻiliʻili i ka huahana.
4. Holoi: Holoi ʻokoʻa me ka ethanol a me ka wai deionized ʻekolu manawa.
5. Hoʻomaloʻo: Hoʻomaloʻo maloʻo ma 60 ° C no 6 mau hola.

4.2.4 ZnTe Nanowire Synthesis

1. Pākuʻi Hoʻohui: E hoʻohui i ka 0.2g CTAB i ka hopena zinc.
2. ʻO ka hopena o ka wai wela: E hoʻololi i ka hopena i hui ʻia i kahi autoclave 50ml Teflon-lined, e hana ma 180°C no 12 mau hola.
3. Ma hope o ke kaʻina hana: E like me nā nanoparticles.

4.3 Kaʻina Hana Kūlana

1. Ka Mana Manawa: 80-90 ° C no nā nanoparticles, 180-200 ° C no nā nanowires.
2. pH Waiwai: E mālama ma waena o 9-11.
3. Manawa manawa: 4-6 hola no nā nanoparticles, 12-24 hola no nā nanowires.

4.4 Nā Pōmaikaʻi a me nā pōʻino

Pono:

• Haʻahaʻa-mahana hopena, ikehu-ola
• ʻO ka morphology a me ka nui hiki ke hoʻomaluʻia
• He kūpono no ka hana nui

Nā hemahema:

• Loaʻa i nā huahana nā mea haumia
• Pono ma hope o ka hana ʻana
• ʻO ka maikaʻi kristal haʻahaʻa

5. Molecular Beam Epitaxy (MBE) no ZnTe Thin Film Preparation

5.1 Kumu

Hoʻoulu ʻo MBE i nā kiʻi ʻoniʻoni lahilahi ʻo ZnTe ma o ke kuhikuhi ʻana i nā kaola molekala o Zn a me Te ma luna o kahi pani ma lalo o nā kūlana ʻūhā kiʻekiʻe loa, e hoʻomalu pono ana i nā ratio flux beam a me ka wela substrate.

5.2 Kaʻina hana kikoʻī

5.2.1 Hoʻomākaukau Pūnaewele

1. Pūnaehana Momi: Māmā kumu ≤1×10⁻⁸Pa.
2. Hoʻomākaukau Puna:
   • Puna Zinc: 6N kiʻekiʻe-maʻemaʻe zinc ma BN crucible.
   • Puna Tellurium: 6N tellurium maʻemaʻe kiʻekiʻe ma PBN crucible.
3. Hoʻomākaukau substrate:
   • Mea hoʻohana maʻamau ʻo GaAs(100).
   • Hoʻomaʻemaʻe substrate: Hoʻomaʻemaʻe i ka mea hoʻomaʻemaʻe organik → etching acid → holoi ʻana i ka wai deionized → hoʻomaloʻo i ka nitrogen.

5.2.2 Kaʻina Hoʻoulu

1. ʻO ka hoʻokuʻu ʻana o ka substrate: E kālua ma 200 ° C no 1 hola e wehe i nā adsorbates.
2. Wehe 'Oxide: E wela i ka 580 ° C, e pa'a no 10 mau minuke e wehe i nā oxides.
3. Ka Ulu ʻana o ka Layer Buffer: ʻoluʻolu a hiki i 300 ° C, e ulu 10nm ZnTe papa pale.
4. Ulu nui:
   • Ka wela o ka lepo: 280-320°C.
   • Pumi like ʻo Zinc beam: 1×10⁻⁶Torr.
   • ʻO ke kaomi like ʻana o ke kukui Tellurium: 2×10⁻⁶Torr.
   • V/III lākiō i hoomaluia ma 1.5-2.0.
   • Ka nui o ka ulu: 0.5-1μm / h.
5. Hoʻopili: Ma hope o ka ulu ʻana, e hoʻopili ma 250 ° C no 30 mau minuke.

5.2.3 Mākaʻikaʻi i loko o kahi

1. Nānā RHEED: Nānā manawa maoli i ke kūkulu hou ʻana o ka ʻili a me ke ʻano ulu.
2. Mass Spectrometry: Mākaʻikaʻi i ka ikaika o ka kukuna molekala.
3. Thermometry Infrared: Ka hoomalu ana i ka wela o ka substrate.

5.3 Kaʻina Mana Mana

1. Mana Manawa: Pili ka wela o ka substrate i ka maikaʻi aniani a me ka morphology o ka ʻili.
2. ʻO ka lākiō ʻo Beam Flux: Hoʻopili ka ratio Te/Zn i nā ʻano kīnā a me nā ʻano.
3. Ka Laki Hoʻonui: Hoʻomaikaʻi nā kumukūʻai haʻahaʻa i ka maikaʻi kristal.

5.4 Nā Pōmaikaʻi a me nā pōʻino

Pono:

• ʻO ka haku mele ʻana a me ka mana doping.
• ʻO nā kiʻiʻoniʻoni kristal hoʻokahi kiʻekiʻe.
• Hiki ke hoʻokō ʻia nā ʻili palahalaha atomically.

Nā hemahema:

• Nā lako makamae.
• Ka ulu lohi.
• Pono nā mākau hana kiʻekiʻe.

6. Nā Hana Hana ʻē aʻe

6.1 Hoʻomoe ʻana i ka mahu (CVD)

1. Nā Precursors: Diethylzinc (DEZn) a me diisopropyltelluride (DIPTe).
2. Ka wela o ka pane: 400-500°C.
3. ʻO ke kinoea lawe lawe: Naikokene maʻemaʻe kiʻekiʻe a i ʻole hydrogen.
4. Paʻi: ʻO ka lewa a i ʻole ke kaomi haʻahaʻa (10-100Torr).

6.2 Hoʻohu wela

1. Mea Kumu: ʻO ka pauka ZnTe maʻemaʻe kiʻekiʻe.
2. Papa māmā: ≤1×10⁻⁴Pa.
3. ʻO ka wela hoʻoheheʻe: 1000-1100 ° C.
4. Ka wela o ka lepo: 200-300°C.

7. Ka hopena

Loaʻa nā ʻano hana like ʻole no ka synthesizing zinc telluride, kēlā me kēia me kona pono ponoʻī a me nā hemahema. He kūpono ka hopena paʻa no ka hoʻomākaukau ʻana i nā mea nui, ʻo ka lawe ʻana i ka mahu e hāʻawi mai i nā kristal hoʻokahi kiʻekiʻe, kūpono nā ala hoʻonā no nā nanomaterials, a hoʻohana ʻia ʻo MBE no nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi kiʻekiʻe. Pono nā noi kūpono e koho i ke ʻano kūpono e pili ana i nā koi, me ka mana koʻikoʻi o nā kaʻina hana no ka loaʻa ʻana o nā mea ZnTe kiʻekiʻe. ʻO nā kuhikuhi i ka wā e hiki mai ana e pili ana i ka synthesis haʻahaʻa haʻahaʻa, ka mālama ʻana i ka morphology, a me ka hoʻoponopono ʻana i ke kaʻina hana doping.