Процес очищення телуру 7N поєднує технології зонного рафінування та спрямованої кристалізації. Ключові деталі та параметри процесу наведено нижче:
1. Процес зонального рафінування
Проектування обладнання
Багатошарові кільцеві зонні плавильні човни: діаметр 300–500 мм, висота 50–80 мм, виготовлені з високочистого кварцу або графіту.
Система нагріву: Напівкруглі резистивні котушки з точністю контролю температури ±0,5°C та максимальною робочою температурою 850°C.
Ключові параметри
Вакуум: ≤1×10⁻³ Па по всій поверхні для запобігання окисленню та забрудненню.
Швидкість переміщення зони: 2–5 мм/год (однонаправлене обертання через приводний вал).
Градієнт температури: 725±5°C на фронті розплавленої зони, охолодження до <500°C на задній кромці.
Проходи: 10–15 циклів; ефективність видалення >99,9% для домішок з коефіцієнтами сегрегації <0,1 (наприклад, Cu, Pb).
2. Процес спрямованої кристалізації
Підготовка розплаву
Матеріал: 5N телур, очищений зонним рафінуванням.
Умови плавлення: Плавлять в інертному газоподібному аргоні (чистота ≥99,999%) при температурі 500–520°C з використанням високочастотного індукційного нагрівання.
Захист розплаву: Покриття з високочистого графіту для придушення випаровування; глибина розплавленої ванни підтримується на рівні 80–120 мм.
Контроль кристалізації
Швидкість росту: 1–3 мм/год з вертикальним градієнтом температури 30–50°C/см.
Система охолодження: мідна основа з водяним охолодженням для примусового охолодження знизу; радіаційне охолодження зверху.
Сегрегація домішок: Fe, Ni та інші домішки збагачуються на межах зерен після 3–5 циклів переплавлення, знижуючи концентрації до рівня ppb.
3. Показники контролю якості
Параметр Стандарт Значення Довідка
Кінцева чистота ≥99,99999% (7N)
Загальний вміст металевих домішок ≤0,1 ppm
Вміст кисню ≤5 ppm
Відхилення орієнтації кристала ≤2°
Питомий опір (300 K) 0,1–0,3 Ом·см
Переваги процесу
Масштабованість: Багатошарові кільцеві зонні плавильні човни збільшують продуктивність партії в 3–5 разів порівняно з традиційними конструкціями.
Ефективність: Точний контроль вакууму та температури забезпечує високу швидкість видалення домішок.
Якість кристалів: Ультраповільні швидкості росту (<3 мм/год) забезпечують низьку щільність дислокацій та цілісність монокристалів.
Цей очищений телур 7N має вирішальне значення для передових застосувань, включаючи інфрачервоні детектори, тонкоплівкові сонячні елементи CdTe та напівпровідникові підкладки.
Посилання:
позначають експериментальні дані рецензованих досліджень з очищення телуру.
Час публікації: 24 березня 2025 р.