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 कमी 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 की प्रस्तुति उच्च दाब ऊर्ध्व ब्रिजमैन विधि या उच्च दाब ऊर्ध्व अंचल गलन द्वारा की जाती है।

कैडमियम सेलेनाइड का उत्पादन छोटे कणों के रूप में भी किया जा सकता है। (स्पष्टीकरण के लिए अनुप्रयोग देखें) CdSe द्वारा छोटे कणों 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 नैनोकण
10 nm से कम आकार वाले CdSe-व्युत्पन्न नैनोकण क्वान्टम परिरोध के रूप में ज्ञात गुण प्रदर्शित करते हैं। क्वान्टम परिरोध का परिणाम तब होता है जब किसी सामग्री में इलेक्ट्रॉन बहुत कम मात्रा में सीमित होते हैं। क्वान्टम परिरोध 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 क्वान्टम बिंदुक है। ऊर्जा अवस्थाओं के इस विघटन के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण होते हैं जो क्वान्टम बिंदुक आकार से भिन्न होते हैं। बड़े क्वान्टम बिंदुक में छोटे क्वान्टम बिंदुक 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 क्वान्टम बिंदुक में उसी इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण से कम होती है। यह क्वान्टम परिरोध प्रभाव बड़े व्यास वाले नेनोक्रिस्टल के लिए अवशोषक स्पेक्ट्रा में अभिरक्त विस्थापन के रूप में देखा जा सकता है। क्वान्टम बिंदुक में क्वान्टम परिरोध प्रभाव भी प्रतिदीप्ति आंतरायिकता में परिणाम कर सकते हैं,  जिसे टिमटिमाना (ब्लिंकिंग) कहा जाता है। CdSe क्वान्टम बिंदुक को सौर सेल, प्रकाश उत्सर्जक डायोड, और बायोफ्लोरेसेंट टैगिंग सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में लागू किया गया है। CdSe-आधारित सामग्रियों का जैवचिकित्सा इमेजिंग में भी संभावित उपयोग होता है। मानव ऊतक निकट अवरक्त प्रकाश के लिए पारगम्य है। घायल ऊतक में उचित रूप से तैयार CdSe छोटे कणों को अंतःक्षेपी करके, उन घायल क्षेत्रों में ऊतक की छवि बनाना संभव हो सकता है।

CdSe क्वान्टम बिंदुक आमतौर पर CdSe कोर और लिगैंड शेल से बने होते हैं। लिगेंड छोटे कणों की स्थिरता और विलेयता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। संश्लेषण के दौरान, छोटे क्रिस्टलों का एकत्रीकरण और अवक्षेपण को रोकने के लिए लिगेंड विकास को स्थिर करते हैं। ये कैपिंग लिगेंड सतह इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं को निष्क्रिय करके क्वान्टम बिंदुक के इलेक्ट्रॉनिक और प्रकाशिक गुणों को भी प्रभावित करते हैं। एक अनुप्रयोग जो सतह के लिगेंड की प्रकृति पर निर्भर करता है, CdSe पतली झिल्लियों (फिल्मों) का संश्लेषण है। सतह पर लिगेंड का घनत्व और लिगेंड श्रृंखला की लंबाई छोटे क्रिस्टल कोर के बीच पृथकन को प्रभावित करती है जो स्टैकिंग और चालकता को प्रभावित करती है। CdSe क्वान्टम बिंदुक की सतह संरचना को समझने के क्रम में संरचना के अद्वितीय गुणों की जांच करने के लिए और अधिक संश्लिष्ट क़िस्म के लिए, आगे कार्यात्मकता के लिए क्वान्टम बिंदुक सतह पर लिगैंड विनिमय रसायन के परिशुद्ध वर्णन की आवश्यकता होती है।

एक प्रचलित धारणा यह है कि ट्राइओक्टाइलफॉस्फीन ऑक्साइड (TOPO) या ट्राइओक्टाइलफॉस्फिन (TOP), CdSe बिंदुक के संश्लेषण में प्रयुक्त एक सामान्य अग्रगामी से प्राप्त एक उदासीन लिगेंड, CdSe क्वांटम बिंदुक की सतह को सम्मिलित करता है। हालाँकि, हाल के अध्ययनों के परिणाम इस प्रारूप को चुनौती देते हैं। NMR का उपयोग करते हुए, क्वांटम बिंदुक को अरससमीकरणमितीय दिखाया गया है जिसका अर्थ है कि कैडमियम से सेलेनाइड अनुपात एक से एक नहीं है। CdSe बिंदुक में सतह पर अतिरिक्त कैडमियम धनायन होते हैं जो कार्बोक्जिलेट श्रृंखला जैसे ऋणायनी वर्गों के साथ बंध बना सकते हैं। CdSe क्वांटम बिंदुक चार्ज असंतुलित होगा यदि TOPO या TOP वास्तव में बिंदुक से बंधे एकमात्र प्रकार के लिगैंड थे।

CdSe लिगैंड शेल में X प्रकार के लिगेंड दोनों हो सकते हैं जो धातु के साथ सहसंयोजक बंध बनाते हैं और L प्रकार के लिगेंड जो दाता बंध बनाते हैं। यह दिखाया गया है कि ये लिगैंड अन्य लिगैंड के साथ विनिमय कर सकते हैं। CdSe नैनोक्रिस्टल पृष्ठ रसायन के संदर्भ में अध्ययन किए गए X प्रकार के लिगेंड के उदाहरण सल्फाइड और थायोसाइनेट हैं। L प्रकार के लिगेंड के उदाहरण जिनका अध्ययन किया गया है वे ऐमीन और फॉस्फीन (ref) हैं। एक लिगेंड विनिमय अभिक्रिया जिसमें ट्राइब्यूटिलफॉस्फीन लिगैंड्स को प्राथमिक ऐल्किलऐमीन लिगेंड द्वारा क्लोराइड टर्मिनेटेड CdSe बिंदुक पर विस्थापित किया गया था। प्रोटॉन और फास्फोरस NMR का उपयोग करके रससमीकरणमिति परिवर्तनों की जांच की गई। लिगेंड द्विअंशक (मौएटिटी) के साथ बदलने के लिए प्रकाश संदीप्ति गुण भी देखे गए हैं । ऐमीन परिबंध क्वांटम बिंदुक में फॉस्फीन परिबंध बिंदुक की तुलना में काफी अधिक प्रकाश संदीप्त क्वांटम उत्पन्न होता था।

अनुप्रयोग
CdSe सामग्री अवरक्त (आईआर) प्रकाश के लिए पारदर्शी है और आईआर प्रकाश का उपयोग करने वाले उपकरणों के लिए फोटोरेसिस्टर्स और विंडोज़ में सीमित उपयोग देखा गया है। सामग्री भी अत्यधिक संदीप्तिशील है। CdSe वर्णक कैडमियम नारंगी (ऑरेंज) का एक घटक है। CdSe प्रकाशवोल्टीय सेल में n-प्ररुपी अर्धचालक परत के रूप में भी काम कर सकता है।

प्राकृतिक घटना
CdSe प्रकृति में अत्यंत दुर्लभ खनिज कैटमोसेलाइट के रूप में पाया जाता है।

सुरक्षात्मक जानकारी
कैडमियम एक जहरीली भारी धातु है और इसे और इसके यौगिकों को संभालते समय उचित देखभाल की जानी चाहिए। सेलेनाइड्स बड़ी मात्रा में जहरीले होते हैं। कैडमियम सेलेनाइड मनुष्यों के लिए एक ज्ञात कैंसरकारी तत्व (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).