Процесът на пречистване на 7N телур комбинира технологии за зонно рафиниране и насочена кристализация. Ключовите детайли и параметри на процеса са описани по-долу:
1. Процес на рафиниране в зоната
Дизайн на оборудване
Многослойни пръстеновидни зонни топилни лодки: Диаметър 300–500 мм, височина 50–80 мм, изработени от високочист кварц или графит.
Отоплителна система: Полукръгли резистивни намотки с точност на регулиране на температурата от ±0,5°C и максимална работна температура от 850°C.
Ключови параметри
Вакуум: ≤1×10⁻³ Pa навсякъде, за да се предотврати окисляване и замърсяване.
Скорост на движение в зоната: 2–5 мм/ч (еднопосочно въртене чрез задвижващ вал).
Температурен градиент: 725±5°C на фронта на разтопената зона, охлаждане до <500°C на задния ръб.
Преминавания: 10–15 цикъла; ефективност на отстраняване >99,9% за примеси с коефициенти на сегрегация <0,1 (напр. Cu, Pb).
2. Процес на насочена кристализация
Приготвяне на стопилка
Материал: 5N телур, пречистен чрез зонно рафиниране.
Условия на топене: Разтопено под инертен аргонов газ (≥99.999% чистота) при 500–520°C с помощта на високочестотно индукционно нагряване.
Защита от стопилка: Покритие от високочист графит за потискане на изпаряването; дълбочината на разтопената вана се поддържа на 80–120 мм.
Контрол на кристализацията
Скорост на растеж: 1–3 mm/h с вертикален температурен градиент от 30–50°C/cm.
Охлаждаща система: Водно охлаждана медна основа за принудително охлаждане отдолу; радиационно охлаждане отгоре.
Сегрегация на примеси: Fe, Ni и други примеси се обогатяват по границите на зърната след 3–5 цикъла на претопяване, намалявайки концентрациите до нива на ppb.
3. Показатели за контрол на качеството
Параметър Стандарт Стойност Референтен номер
Крайна чистота ≥99.99999% (7N)
Общо метални примеси ≤0,1 ppm
Съдържание на кислород ≤5 ppm
Отклонение на ориентацията на кристала ≤2°
Съпротивление (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Предимства на процеса
Мащабируемост: Многослойните пръстеновидни зонови топилни лодки увеличават капацитета на партидите с 3–5 пъти в сравнение с конвенционалните конструкции.
Ефективност: Прецизният вакуумен и термичен контрол позволява висока степен на отстраняване на примеси.
Качество на кристалите: Ултрабавните скорости на растеж (<3 mm/h) осигуряват ниска плътност на дислокациите и цялост на монокристалите.
Този рафиниран 7N телур е от решаващо значение за напреднали приложения, включително инфрачервени детектори, тънкослойни CdTe слънчеви клетки и полупроводникови субстрати.
Референции:
означават експериментални данни от рецензирани изследвания върху пречистването на телур.
Време на публикуване: 24 март 2025 г.