1. Réamhrá

Is ábhar leathsheoltóra tábhachtach de ghrúpa II-VI é teallúiríd since (ZnTe) le struchtúr bearna banna díreach. Ag teocht an tseomra, is é a bhearna banna thart ar 2.26 eV, agus faigheann sé feidhmeanna forleathana i bhfeistí optúlaictreonacha, cealla gréine, brathadóirí radaíochta, agus réimsí eile. Cuirfidh an t-alt seo réamhrá mionsonraithe ar fáil ar phróisis shintéise éagsúla le haghaidh teallúiríd since, lena n-áirítear imoibriú stáit sholadaigh, iompar gaile, modhanna bunaithe ar thuaslagán, eipitacsaíocht bhíoma mhóilíneach, etc. Míneofar gach modh go críochnúil i dtéarmaí a phrionsabail, a nósanna imeachta, a buntáistí agus a mhíbhuntáistí, agus a phríomhbhreithnithe.

2. Modh Imoibrithe Soladstaide le haghaidh Sintéise ZnTe

2.1 Prionsabal

Is é an modh imoibrithe soladstaide an cur chuige is traidisiúnta chun teallúiríd since a ullmhú, áit a n-imoibríonn since ard-íonachta agus teallúiriam go díreach ag teochtaí arda chun ZnTe a fhoirmiú:

Zn + Te → ZnTe

2.2 Nós Imeachta Mionsonraithe

2.2.1 Ullmhú Amhábhar

1. Roghnú Ábhar: Bain úsáid as gráinníní since ard-íonachta agus cnapáin teallúiriam le híonacht ≥99.999% mar ábhair tosaigh.
2. Réamhchóireáil Ábhar:
   • Cóireáil since: Tum in aigéad hidreaclórach caolaithe (5%) ar dtús ar feadh 1 nóiméad chun ocsaídí dromchla a bhaint, sruthlaigh le huisce dí-ianaithe, nigh le heatánól gan uisce, agus ar deireadh triomaigh in oigheann folúis ag 60°C ar feadh 2 uair an chloig.
   • Cóireáil teallúiriam: Tum in uisce regia (HNO₃:HCl=1:3) ar dtús ar feadh 30 soicind chun ocsaídí dromchla a bhaint, sruthlaigh le huisce dí-ianaithe go dtí go mbeidh sé neodrach, nigh le heatánól gan uisce, agus ar deireadh triomaigh in oigheann folúis ag 80°C ar feadh 3 uair an chloig.
3. Meá: Meáigh na hamhábhair i gcóimheas stoicheiméadrach (Zn:Te=1:1). I bhfianaise an fhéidearthachta go n-éireoidh since so-ghalaithe ag teochtaí arda, is féidir farasbarr 2-3% a chur leis.

2.2.2 Meascadh Ábhar

1. Meilt agus Meascadh: Cuir an sinc agus an teallúiriam meáite i moirtéal agáite agus meilt ar feadh 30 nóiméad i mbosca lámhainní líonta le hargón go dtí go mbeidh siad measctha go haonfhoirmeach.
2. Millíní a chruthú: Cuir an púdar measctha i múnla agus brúigh i millíní é le trastomhais 10-20mm faoi bhrú 10-15MPa.

2.2.3 Ullmhú Soithigh Imoibrithe

1. Cóireáil Feadán Grianchloiche: Roghnaigh feadáin grianchloiche ard-íonachta (trastomhas istigh 20-30mm, tiús balla 2-3mm), sáithigh in aqua regia ar dtús ar feadh 24 uair an chloig, sruthlaigh go maith le huisce dí-ianaithe, agus triomaigh in oigheann ag 120°C.
2. Folmhú: Cuir na millíní amhábhar isteach sa fheadán grianchloch, ceangail le córas folúis, agus folmhaigh go ≤10⁻³Pa.
3. Séalú: Séalaigh an feadán grianchloch ag baint úsáide as lasair hidrigine-ocsaigine, ag cinntiú fad séalaithe ≥50mm chun aerdhíonacht a chinntiú.

2.2.4 Imoibriú Ardteochta

1. An Chéad Chéim Téimh: Cuir an feadán grianchloch séalaithe i bhfoirnéis feadánach agus téigh go 400°C ag ráta 2-3°C/nóim, ag coinneáil ar feadh 12 uair an chloig chun ligean don chéad imoibriú idir since agus teallúiriam.
2. An Dara Céim Téimh: Lean ar aghaidh ag téamh go 950-1050°C (faoi bhun phointe maolaithe an grianchloch de 1100°C) ag 1-2°C/nóim, ag coinneáil ar feadh 24-48 uair an chloig.
3. Luascadh an Fheadáin: Le linn na céime ardteochta, claon an foirnéis ag 45° gach 2 uair an chloig agus luascaigh arís agus arís eile chun a chinntiú go meascfar na himoibrithe go críochnúil.
4. Fuarú: Tar éis don imoibriú a bheith críochnaithe, fuaraigh go mall go teocht an tseomra ag 0.5-1°C/nóiméad chun scoilteadh an tsampla de bharr struis theirmigh a chosc.

2.2.5 Próiseáil Táirgí

1. Baint Táirge: Oscail an feadán Grianchloch i mbosca lámhainní agus bain an táirge imoibrithe.
2. Meilt: Athmheilt an táirge ina phúdar chun aon ábhair neamh-imoibrithe a bhaint.
3. Annealing: Anneal an púdar ag 600°C faoi atmaisféar argóin ar feadh 8 n-uaire an chloig chun strus inmheánach a mhaolú agus criostalachas a fheabhsú.
4. Saintréithiú: Déan XRD, SEM, EDS, etc., chun íonacht na céime agus an comhdhéanamh ceimiceach a dheimhniú.

2.3 Uasmhéadú Paraiméadar Próisis

1. Rialú Teochta: Is é 1000 ± 20 ° C an teocht imoibrithe is fearr. D’fhéadfadh imoibriú neamhiomlán a bheith mar thoradh ar theocht níos ísle, agus d’fhéadfadh since a bheith ina chúis le galú teochta níos airde.
2. Rialú Ama: Ba chóir go mbeadh an t-am coinneála ≥24 uair an chloig chun imoibriú iomlán a chinntiú.
3. Ráta Fuaraithe: Tugann fuarú mall (0.5-1°C/nóim) gráinní criostail níos mó.

2.4 Anailís ar na Buntáistí agus na Míbhuntáistí

Buntáistí:

• Próiseas simplí, riachtanais trealaimh ísle
• Oiriúnach le haghaidh táirgeadh baisce
• Íonacht ard táirge

Míbhuntáistí:

• Teocht imoibrithe ard, tomhaltas ard fuinnimh
• Dáileadh neamh-aonfhoirmeach méid gráin
• D’fhéadfadh méideanna beaga d’ábhair neamh-imoibrithe a bheith ann

3. Modh Iompair Gaile le haghaidh Sintéise ZnTe

3.1 Prionsabal

Úsáideann an modh iompair gaile gás iompróra chun gaile imoibrithe a iompar chuig crios ísealteochta le haghaidh taiscthe, ag baint amach fás treorach ZnTe trí ghrádáin teochta a rialú. Úsáidtear iaidín go coitianta mar an ngníomhaire iompair:

ZnTe(s) + I₂(g) ⇌ ZnI₂(g) + 1/2Te₂(g)

3.2 Nós Imeachta Mionsonraithe

3.2.1 Ullmhú Amhábhar

1. Roghnú Ábhar: Bain úsáid as púdar ZnTe ard-íonachta (íonacht ≥99.999%) nó púdair Zn agus Te measctha go stoicheiméadrach.
2. Ullmhúchán Gníomhaire Iompair: Criostail iaidín ard-íonachta (íonacht ≥99.99%), dáileog de thoirt feadáin imoibrithe 5-10mg/cm³.
3. Cóireáil Feadán Grianchloiche: Mar an gcéanna leis an modh imoibrithe soladstaide, ach tá feadáin grianchloiche níos faide (300-400mm) ag teastáil.

3.2.2 Luchtú Feadán

1. Socrú Ábhar: Cuir púdar ZnTe nó meascán Zn+Te ag ceann amháin den fheadán grianchloch.
2. Breis Iaidín: Cuir criostail iaidín leis an bhfeadán grianchloch i mbosca lámhainní.
3. Aslonnú: Aslonnú go ≤10⁻³Pa.
4. Séalú: Séalaigh le lasair hidrigine-ocsaigine, ag coinneáil an fheadáin cothrománach.

3.2.3 Socrú Grádán Teochta

1. Teocht an Chrios Te: Socraigh go 850-900°C.
2. Teocht an Chrios Fhuar: Socraigh go 750-800°C.
3. Fad an Chrios Gradient: Thart ar 100-150mm.

3.2.4 Próiseas Fáis

1. An Chéad Chéim: Teas go 500°C ag 3°C/nóim, coinnigh ar feadh 2 uair an chloig chun ligean don chéad imoibriú idir iaidín agus amhábhair.
2. An Dara Céim: Lean ort ag téamh go dtí an teocht socraithe, coinnigh an grádán teochta, agus fás ar feadh 7-14 lá.
3. Fuarú: Tar éis don fhás a bheith críochnaithe, fuaraigh go teocht an tseomra ag 1°C/nóim.

3.2.5 Bailiúchán Táirgí

1. Oscailt an Fheadáin: Oscail an feadán grianchloch i mbosca lámhainní.
2. Bailiúchán: Bailigh criostail aonair ZnTe ag an taobh fuar.
3. Glanadh: Glan go ultrafhuaime le heatánól anhidriúil ar feadh 5 nóiméad chun iaidín atá ionsúite ar an dromchla a bhaint.

3.3 Pointí Rialaithe Próisis

1. Rialú ar Mhéid Iaidín: Bíonn tionchar ag tiúchan iaidín ar an ráta iompair; is é 5-8mg/cm³ an raon is fearr.
2. Grádán Teochta: Coinnigh an grádán laistigh de 50-100°C.
3. Am Fáis: De ghnáth 7-14 lá, ag brath ar mhéid an chriostail atá ag teastáil.

3.4 Anailís ar na Buntáistí agus na Míbhuntáistí

Buntáistí:

• Is féidir criostail aonair ardchaighdeáin a fháil
• Méideanna criostail níos mó
• Ard-íonacht

Míbhuntáistí:

• Timthriallta fáis fada
• Riachtanais arda trealaimh
• Toradh íseal

4. Modh Bunaithe ar Réitigh le haghaidh Sintéise Nana-ábhair ZnTe

4.1 Prionsabal

Rialaíonn modhanna bunaithe ar thuaslagán imoibrithe réamhtheachtaí i dtuaslagán chun nana-cháithníní nó nana-shreanga ZnTe a ullmhú. Is é seo imoibriú tipiciúil:

Zn²⁺ + HTe⁻ + OH⁻ → ZnTe + H₂O

4.2 Nós Imeachta Mionsonraithe

4.2.1 Ullmhú Imoibrithe

1. Foinse Sinc: Aicéatáit since (Zn(CH₃COO)₂·2H₂O), íonacht ≥99.99%.
2. Foinse Teallúiriam: Dé-ocsaíd teallúiriam (TeO₂), íonacht ≥99.99%.
3. Gníomhaire Laghdaithe: Borohidríd sóidiam (NaBH₄), íonacht ≥98%.
4. Tuaslagóirí: Uisce dí-ianaithe, eitiléindiamín, eatánól.
5. Gníomhaire dromchlaghníomhach: Bróimíd ceitiletrimeitilaimóiniam (CTAB).

4.2.2 Ullmhú Réamhtheachtaí Teallúiriam

1. Ullmhú Tuaslagáin: Tuaslaig 0.1mmol TeO₂ i 20ml d'uisce dí-ianaithe.
2. Imoibriú Laghdaithe: Cuir 0.5mmol NaBH₄ leis, corraigh go maighnéadach ar feadh 30 nóiméad chun tuaslagán HTe⁻ a ghiniúint.
   TeO₂ + 3BH₄⁻ + 3H₂O → HTe⁻ + 3B(OH)₃ + 3H₂↑
3. Atmaisféar Cosanta: Coinnigh sreabhadh nítrigine ar fud chun ocsaídiú a chosc.

4.2.3 Sintéis Nana-cháithníní ZnTe

1. Ullmhúchán Tuaslagáin Sinc: Tuaslaig 0.1mmol aicéatáit since i 30ml eitiléindiaimín.
2. Imoibriú Measctha: Cuir tuaslagán HTe⁻ leis an tuaslagán since go mall, imoibrigh ag 80°C ar feadh 6 uair an chloig.
3. Lártheifneoiriú: Tar éis imoibriúcháin, lártheifneoirigh ag 10,000rpm ar feadh 10 nóiméad chun an táirge a bhailiú.
4. Níochán: Nigh le heatánól agus uisce dí-ianaithe trí huaire.
5. Triomú: Triomú i bhfolús ag 60°C ar feadh 6 uair an chloig.

4.2.4 Sintéis Nanashreinge ZnTe

1. Breisiú Teimpléid: Cuir 0.2g CTAB leis an tuaslagán since.
2. Imoibriú hidriteirmeach: Aistrigh an tuaslagán measctha chuig uathchlaobh 50ml atá líneáilte le Teflon, imoibrigh ag 180°C ar feadh 12 uair an chloig.
3. Iarphróiseáil: Mar an gcéanna le nana-cháithníní.

4.3 Uasmhéadú Paraiméadar Próisis

1. Rialú Teochta: 80-90°C do nana-cháithníní, 180-200°C do nana-shreanga.
2. Luach pH: Coinnigh idir 9-11.
3. Am Imoibrithe: 4-6 uair an chloig le haghaidh nana-cháithníní, 12-24 uair an chloig le haghaidh nana-shreanga.

4.4 Anailís ar na Buntáistí agus na Míbhuntáistí

Buntáistí:

• Imoibriú ísealteochta, coigilte fuinnimh
• Moirfeolaíocht agus méid inrialaithe
• Oiriúnach le haghaidh táirgeadh ar scála mór

Míbhuntáistí:

• D’fhéadfadh eisíontais a bheith i dtáirgí
• Éilíonn iarphróiseáil
• Cáilíocht criostail níos ísle

5. Eipeatacsas Bhíoma Móilíneach (MBE) le haghaidh Ullmhú Scannán Tanaí ZnTe

5.1 Prionsabal

Fásann MBE scannáin tanaí criostail aonair ZnTe trí bhíomaí móilíneacha Zn agus Te a dhíriú ar foshraith faoi choinníollacha folúis thar a bheith ard, ag rialú cóimheasa flosc bhíoma agus teocht an foshraithe go beacht.

5.2 Nós Imeachta Mionsonraithe

5.2.1 Ullmhú an Chórais

1. Córas Folúis: Folús bonn ≤1 × 10⁻⁸Pa.
2. Ullmhú Foinse:
   • Foinse since: since ard-íonachta 6N i mbreogán BN.
   • Foinse teallúiriam: teallúiriam ard-íonachta 6N i mbreogán PBN.
3. Ullmhúchán Foshraithe:
   • Foshraith GaAs(100) a úsáidtear go coitianta.
   • Glanadh foshraithe: Glanadh tuaslagóra orgánaigh → greanadh aigéadach → sruthlú uisce dí-ianaithe → triomú nítrigine.

5.2.2 Próiseas Fáis

1. Díghásáil Foshraithe: Bácáil ag 200°C ar feadh 1 uair an chloig chun adsorbáití dromchla a bhaint.
2. Baint Ocsaíd: Teas go 580°C, coinnigh ar feadh 10 nóiméad chun ocsaídí dromchla a bhaint.
3. Fás Sraith Maolánach: Fuar go 300°C, fás sraith maolánach ZnTe 10nm.
4. Príomhfhás:
   • Teocht an tsubstráit: 280-320°C.
   • Brú coibhéiseach bhíoma since: 1 × 10⁻⁶Torr.
   • Brú coibhéiseach bhíoma teallúiriam: 2×10⁻⁶Torr.
   • Cóimheas V/III rialaithe ag 1.5-2.0.
   • Ráta fáis: 0.5-1μm/u.
5. Ainéalú: Tar éis fáis, déan ainéalú ag 250°C ar feadh 30 nóiméad.

5.2.3 Monatóireacht In-Situ

1. Monatóireacht RHEED: Breathnóireacht fhíor-ama ar athchóiriú dromchla agus ar mhodh fáis.
2. Speictriméadracht Mais: Déan monatóireacht ar dhéine bhíoma móilíneacha.
3. Teirmiméadracht Infridhearg: Rialú beacht teochta an tsubstráit.

5.3 Pointí Rialaithe Próisis

1. Rialú Teochta: Bíonn tionchar ag teocht an tsubstráit ar cháilíocht criostail agus ar mhórfhoirmiú an dromchla.
2. Cóimheas Sreabhadh Bhíoma: Bíonn tionchar ag an gcóimheas Te/Zn ar chineálacha agus ar thiúchain lochtanna.
3. Ráta Fáis: Feabhsaíonn rátaí níos ísle cáilíocht an chriostail.

5.4 Anailís ar na Buntáistí agus na Míbhuntáistí

Buntáistí:

• Comhdhéanamh beacht agus rialú dópála.
• Scannáin criostail aonair ardchaighdeáin.
• Dromchlaí cothroma adamhacha indéanta.

Míbhuntáistí:

• Trealamh costasach.
• Rátaí fáis mall.
• Éilíonn sé scileanna oibríochtúla ardleibhéil.

6. Modhanna Sintéise Eile

6.1 Taisceadh Ceimiceach Gaile (CVD)

1. Réamhtheachtaithe: Dé-eitilezinc (DEZn) agus dé-isopropiltelluride (DIPTe).
2. Teocht Imoibrithe: 400-500°C.
3. Gás Iompróra: Nítrigin nó hidrigin ardíonachta.
4. Brú: Brú atmaisféarach nó íseal (10-100Torr).

6.2 Galú Teirmeach

1. Ábhar Bunaidh: Púdar ZnTe ard-íonachta.
2. Leibhéal Folúis: ≤1 × 10⁻⁴Pa.
3. Teocht Galúcháin: 1000-1100°C.
4. Teocht an tSubstráit: 200-300°C.

7. Conclúid

Tá modhanna éagsúla ann chun teallúiríd since a shintéisiú, agus buntáistí agus míbhuntáistí ag gach ceann acu. Tá imoibriú stáit sholadaigh oiriúnach le haghaidh ullmhú ábhar mórchóir, tugann iompar gaile criostail aonair ardchaighdeáin, tá modhanna tuaslagáin oiriúnach do nana-ábhair, agus úsáidtear MBE le haghaidh scannán tanaí ardchaighdeáin. Ba cheart d’fheidhmchláir phraiticiúla an modh cuí a roghnú bunaithe ar riachtanais, le rialú docht ar pharaiméadair phróisis chun ábhair ZnTe ardfheidhmíochta a fháil. I measc na dtreoracha amach anseo tá sintéis ísealteochta, rialú moirfeolaíochta, agus uasmhéadú próiseas dópála.