कैडमियम सेलेनाइड

कैडमियम सेलेनाइड एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका सूत्र CdSe है। यह एक काले से लाल-काले रंग का ठोस है जिसे n-प्ररुपी के II-VI अर्धचालक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यह एक रंगद्रव्य है लेकिन पर्यावरण संबंधित स्थिति के कारण अनुप्रयोगों में गिरावट आ रही है

संरचना
CdSe के तीन क्रिस्टलीय रूपों को जाना जाता है जो संरचनाओं का परिणाम होता हैं: वुर्ट्जाइट (षटकोणीय), स्फ़ेलराइट (घनाकार) और खनिज नमक (घनाकार)। स्फ़ेलराइट CdSe संरचना अस्थिर है और मध्यम तापन पर वुर्ट्जाइट रूप में परिवर्तित हो जाती है। संक्रमण लगभग 130 डिग्री सेल्सियस पर शुरू होता है, और 700 डिग्री सेल्सियस पर यह एक दिन के अंदर पूरा हो जाता है। खनिज नमक संरचना केवल उच्च दबाव में देखी जाती है।

उत्पादन
कैडमियम सेलेनाइड का उत्पादन दो अलग-अलग तरीकों से किया गया है। अधिकांश     क्रिस्टलीय CdSe का विरचन उच्च दाब ऊर्ध्व ब्रिजमैन विधि या उच्च दाब ऊर्ध्व अंचल गलन द्वारा किया जाता है।

कैडमियम सेलेनाइड का उत्पादन नैनोकणों के रूप में भी किया जा सकता है। (स्पष्टीकरण के लिए अनुप्रयोग देखें) CdSe नैनोकणों के उत्पादन के लिए कई तरीके विकसित किए गए हैं: विलयन में अवक्षेपण, संरचित साधन में संश्लेषण, उच्च तापमान में तापीय अपघटन, सोनोकेमिकल और विकिरणअपघटनी विधियां कुछ ही हैं।

नियंत्रित परिस्थितियों में एक गर्म विलायक में अल्काइलकैडमियम और ट्राइऑक्टाइलफॉस्फिन सेलेनाइड (TOPSe) अग्रगामी को प्रस्तुत करके विलयन में संरोधित अवक्षेपण द्वारा कैडमियम सेलेनाइड का उत्पादन किया जाता है।

Me2Cd + TOPSe → CdSe + (byproducts) सीडीएसई नैनोकणों को जेडएनएस कोटिंग्स के साथ दो चरण सामग्री के उत्पादन द्वारा संशोधित किया जा सकता है। सतहों को और संशोधित किया जा सकता है, उदा। mercaptoacetic एसिड के साथ, विलेयता प्रदान करने के लिए। संरचित वातावरण में संश्लेषण तरल स्फ़टिक  या पृष्ठसक्रियकारक समाधानों में कैडमियम सेलेनाइड के उत्पादन को संदर्भित करता है। समाधान के लिए सर्फेक्टेंट के अलावा अक्सर तरल क्रिस्टलीयता के लिए समाधान में एक चरण परिवर्तन होता है। एक लिक्विड क्रिस्टल एक ठोस क्रिस्टल के समान होता है जिसमें समाधान में लंबी दूरी की ट्रांसलेशनल ऑर्डर होती है। इस क्रम के उदाहरण समाधान और सर्फेक्टेंट, मिसेल या यहां तक ​​​​कि छड़ की हेक्सागोनल व्यवस्था की परतदार वैकल्पिक चादरें हैं।

उच्च तापमान पाइरोलिसिस संश्लेषण आमतौर पर वाष्पशील कैडमियम और सेलेनियम अग्रदूतों के मिश्रण वाले एरोसोल का उपयोग करके किया जाता है। अग्रदूत एयरोसोल को एक भट्टी के माध्यम से एक अक्रिय गैस, जैसे हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, या आर्गन के साथ ले जाया जाता है। भट्टी में पूर्वगामी सीडीएसई के साथ-साथ कई उप-उत्पादों के रूप में प्रतिक्रिया करते हैं।

सीडीएसई नैनोपार्टिकल्स
10 एनएम से कम आकार वाले सीडीएसई-व्युत्पन्न नैनोकण क्वांटम कारावास के रूप में ज्ञात गुण प्रदर्शित करते हैं। क्वांटम कारावास का परिणाम तब होता है जब किसी सामग्री में इलेक्ट्रॉन बहुत कम मात्रा में सीमित होते हैं। क्वांटम कारावास आकार पर निर्भर है, जिसका अर्थ है कि सीडीएसई नैनोकणों के गुण उनके आकार के आधार पर ट्यून करने योग्य हैं। सीडीएसई नैनोपार्टिकल का एक प्रकार सीडीएसई क्वांटम डॉट है। ऊर्जा राज्यों के इस विघटन के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण होते हैं जो क्वांटम डॉट आकार से भिन्न होते हैं। बड़े क्वांटम डॉट्स में छोटे क्वांटम डॉट्स की तुलना में करीब इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाएँ होती हैं, जिसका अर्थ है कि HOMO से LUMO तक एक इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा एक छोटे क्वांटम डॉट में उसी इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण से कम होती है। यह क्वांटम कारावास प्रभाव बड़े व्यास वाले नैनोक्रिस्टल के लिए अवशोषक स्पेक्ट्रा में लाल बदलाव के रूप में देखा जा सकता है। क्वांटम डॉट्स में क्वांटम कारावास के प्रभाव से प्रतिदीप्ति आंतरायिकता भी हो सकती है, जिसे ब्लिंकिंग कहा जाता है। सीडीएसई क्वांटम डॉट्स को सौर सेल सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में लागू किया गया है, प्रकाश उत्सर्जक डायोड, और बायोफ्लोरेसेंट टैगिंग। सीडीएसई-आधारित सामग्रियों का बायोमेडिकल इमेजिंग में भी संभावित उपयोग होता है। मानव ऊतक निकट अवरक्त प्रकाश के लिए पारगम्य है। घायल ऊतक में उचित रूप से तैयार सीडीएसई नैनोकणों को इंजेक्ट करके, उन घायल क्षेत्रों में ऊतक की छवि बनाना संभव हो सकता है। सीडीएसई क्वांटम डॉट्स आमतौर पर सीडीएसई कोर और लिगैंड शेल से बने होते हैं। लिगेंड नैनोकणों की स्थिरता और विलेयता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। संश्लेषण के दौरान, नैनोक्रिस्टल के एकत्रीकरण और वर्षा को रोकने के लिए लिगेंड विकास को स्थिर करते हैं। ये कैपिंग लिगेंड सतह इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं को निष्क्रिय करके क्वांटम डॉट के इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टिकल गुणों को भी प्रभावित करते हैं। एक अनुप्रयोग जो सतह के लिगेंड की प्रकृति पर निर्भर करता है, सीडीएसई पतली फिल्मों का संश्लेषण है। सतह पर लिगेंड का घनत्व और लिगैंड श्रृंखला की लंबाई नैनोक्रिस्टल कोर के बीच अलगाव को प्रभावित करती है जो स्टैकिंग (रसायन विज्ञान) और विद्युत प्रतिरोधकता और चालकता को प्रभावित करती है। CdSe क्वांटम डॉट्स की सतह संरचना को समझने के क्रम में संरचना के अद्वितीय गुणों की जांच करने के लिए और अधिक सिंथेटिक विविधता के लिए आगे कार्यात्मकता के लिए क्वांटम डॉट सतह पर लिगैंड एक्सचेंज केमिस्ट्री के कठोर विवरण की आवश्यकता होती है।

एक प्रचलित मान्यता यह है कि ट्राइओक्टाइलफॉस्फीन ऑक्साइड (TOPO) या ट्राइओक्टाइलफॉस्फिन (TOP), सीडीएसई डॉट्स के संश्लेषण में प्रयुक्त एक सामान्य अग्रदूत से प्राप्त एक तटस्थ लिगैंड, सीडीएसई क्वांटम डॉट्स की सतह को कवर करता है। हालाँकि, हाल के अध्ययनों के परिणाम इस मॉडल को चुनौती देते हैं। एनएमआर का उपयोग करते हुए, क्वांटम डॉट्स को नॉनस्टॉइचियोमेट्रिक दिखाया गया है जिसका अर्थ है कि कैडमियम से सेलेनाइड अनुपात एक से एक नहीं है। सीडीएसई डॉट्स में सतह पर अतिरिक्त कैडमियम केशन होते हैं जो कार्बोक्जिलेट चेन जैसे आयनिक प्रजातियों के साथ बांड बना सकते हैं। सीडीएसई क्वांटम डॉट चार्ज असंतुलित होगा यदि टॉपो या टॉप वास्तव में डॉट से बंधे एकमात्र प्रकार के लिगैंड थे।

CdSe लिगैंड शेल में X प्रकार के लिगेंड दोनों हो सकते हैं जो धातु के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं और L प्रकार के लिगेंड जो मूल बंधन बनाते हैं। यह दिखाया गया है कि इन ligands अन्य ligands के साथ विनिमय कर सकते हैं। सीडीएसई नैनोक्रिस्टल सरफेस केमिस्ट्री के संदर्भ में अध्ययन किए गए एक्स प्रकार के लिगेंड के उदाहरण सल्फाइड और थायोसाइनेट हैं। एल प्रकार के लिगेंड के उदाहरण जिनका अध्ययन किया गया है वे एमाइन और फॉस्फीन (रेफरी) हैं। एक लिगैंड एक्सचेंज रिएक्शन जिसमें ट्राइब्यूटिलफॉस्फीन लिगैंड्स को प्राथमिक एल्केलामाइन लिगैंड्स द्वारा क्लोराइड टर्मिनेटेड सीडीएसई डॉट्स पर विस्थापित किया गया था। प्रोटॉन और फास्फोरस एनएमआर का उपयोग करके स्टोइकोमेट्री परिवर्तनों की निगरानी की गई। लिगैंड मौएटिटी के साथ बदलने के लिए फोटोलुमिनेसेंस गुण भी देखे गए। एमाइन बाउंड डॉट्स में फॉस्फीन बाउंड डॉट्स की तुलना में काफी अधिक फोटोल्यूमिनेसेंट क्वांटम पैदावार थी। यह है

अनुप्रयोग
सीडीएसई सामग्री इन्फ्रा-रेड (आईआर) प्रकाश के लिए पारदर्शी है और आईआर प्रकाश का उपयोग करने वाले उपकरणों के लिए photoresistor ्स और खिड़कियों में सीमित उपयोग देखा गया है। सामग्री भी अत्यधिक चमकदार है। सीडीएसई पिगमेंट कैडमियम रंजक का एक घटक है। सीडीएसई सोलर_सेल में एक्सट्रिंसिक_सेमीकंडक्टर#एन-टाइप_सेमीकंडक्टर|एन-टाइप सेमीकंडक्टर परत के रूप में भी काम कर सकता है।

प्राकृतिक घटना
सीडीएसई प्रकृति में अत्यंत दुर्लभ खनिज cadmoselite  के रूप में पाया जाता है।

सुरक्षा जानकारी
कैडमियम एक जहरीली भारी धातु है और इसे और इसके यौगिकों को संभालते समय उचित सावधानी बरतनी चाहिए। सेलेनाइड्स बड़ी मात्रा में जहरीले होते हैं। कैडमियम सेलेनाइड मनुष्यों के लिए एक ज्ञात कार्सिनोजेन है और अगर निगल लिया जाए, धूल में सांस ली जाए, या त्वचा या आंखों के संपर्क में आने पर चिकित्सकीय ध्यान दिया जाना चाहिए।

बाहरी संबंध

 * National Pollutant Inventory – Cadmium and compounds
 * Nanotechnology Structures – Quantum Confinement
 * thin-film transistors (TFTs).
 * thin-film transistors (TFTs).