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) CdSe नैनोकणों को ZnS विलेपन (कोटिंग) के साथ द्विप्रावस्था सामग्री के उत्पादन द्वारा संशोधित किया जा सकता है। सतहों को और संशोधित किया जा सकता है, उदाहरण मर्कैप्टोएसिटिक एसिड के साथ, विलेयता प्रदान करने के लिए।

संरचित वातावरण में संश्लेषण तरल क्रिस्टल या पृष्ठसक्रियक विलयनों में कैडमियम सेलेनाइड के उत्पादन को संदर्भित करता है। विलयन के लिए पृष्ठसक्रियक के अलावा अक्सर तरल क्रिस्टलता के लिए विलयन में एक चरणबद्ध परिवर्तन होता है। एक तरल क्रिस्टल एक ठोस क्रिस्टल के समान होता है जिसमें विलयन में लंबी दूरी का स्थानांतरीय क्रम होता है। इस क्रम के उदाहरण विलयन और पृष्ठसक्रियक, मिसेल या यहां तक ​​​​कि छड़ की षट्कोणीय व्यवस्था की परतदार एकांतर परतें हैं।

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

CdSe नैनोकणों
10 nm से कम आकार वाले CdSe-व्युत्पन्न नैनोकण क्वांटम परिरोधन के रूप में ज्ञात गुण प्रदर्शित करते हैं। क्वांटम परिरोधन का परिणाम तब होता है जब किसी सामग्री में इलेक्ट्रॉन बहुत कम मात्रा में सीमित होते हैं। क्वांटम परिरोधन आकार पर निर्भर है, जिसका अर्थ है कि CdSe नैनोकणों के गुण उनके आकार के आधार पर समस्वरणीय (ट्यूनेबल) करने योग्य हैं। CdSe नैनोकण एक प्रकार CdSe क्वांटम डॉट है। ऊर्जा अवस्थाओं 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 पास में 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 परिरोधन प्रभाव बड़े व्यास वाले नेनोक्रिस्टल के लिए अवशोषक स्पेक्ट्रा में अभिरक्त विस्थापन के रूप में देखा जा सकता है। क्वांटम डॉट्स में क्वांटम परिरोधन प्रभाव भी प्रतिदीप्ति आंतरायिकता में परिणाम कर सकते हैं, जिसे टिमटिमाना (ब्लिंकिंग) कहा जाता है। CdSe क्वांटम डॉट्स को सौर सेल, प्रकाश उत्सर्जक डायोड, और बायोफ्लोरेसेंट टैगिंग सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में लागू किया गया है। 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 CdSe नैनोकणों को इंजेक्ट करके, उन घायल क्षेत्रों में ऊतक की छवि बनाना संभव हो सकता है। CdSe क्वांटम डॉट्स आमतौर पर CdSe 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, CdSe 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), CdSe डॉट्स के संश्लेषण में प्रयुक्त एक सामान्य अग्रदूत से प्राप्त एक तटस्थ लिगैंड, CdSe 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। CdSe डॉट्स में सतह पर अतिरिक्त कैडमियम केशन होते हैं जो कार्बोक्जिलेट चेन जैसे आयनिक प्रजातियों के साथ बांड बना सकते हैं। CdSe 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। CdSe 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 CdSe 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
CdSe 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। CdSe पिगमेंट कैडमियम रंजक का एक घटक है। CdSe सोलर_सेल में एक्सट्रिंसिक_सेमीकंडक्टर#एन-टाइप_सेमीकंडक्टर|एन-टाइप सेमीकंडक्टर परत के रूप में भी काम कर सकता है।

प्राकृतिक घटना
CdSe 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).