Працэс ачысткі тэлуру 7N спалучае ў сабе тэхналогіі зоннай рафінацыі і тэхналогіі накіраванай крышталізацыі. Асноўныя дэталі працэсу і параметры апісаны ніжэй:
1. Працэс рафінавання зоны
Дызайн абсталявання
Многаслойныя кальцавыя зонныя плавільныя лодкі: дыяметр 300–500 мм, вышыня 50–80 мм, выраблены з кварца высокай чысціні або графіту.
Сістэма ацяплення: паўкруглыя рэзістыўныя змеявікі з дакладнасцю кантролю тэмпературы ±0,5°C і максімальнай працоўнай тэмпературай 850°C.
Асноўныя параметры
Вакуум: ≤1×10⁻³ Па на ўсім працягу, каб прадухіліць акісленне і забруджванне.
Хуткасць перамяшчэння зоны: 2–5 мм/г (аднанакіраванае кручэнне праз прывадны вал).
Тэмпературны градыент: 725±5°C на пярэдняй частцы расплаўленай зоны, астуджэнне да <500°C на задняй абзе.
Праходы: 10–15 цыклаў; эфектыўнасць выдалення >99,9% для прымешак з каэфіцыентам сегрэгацыі <0,1 (напрыклад, Cu, Pb).
2. Працэс накіраванай крышталізацыі
Падрыхтоўка расплаву
Матэрыял: тэлур 5N, ачышчаны з дапамогай зоннага рафінавання.
Умовы плаўлення: расплаўлены ў інэртным газе Ar (чысціня ≥99,999%) пры 500–520°C з выкарыстаннем высокачашчыннага індукцыйнага нагрэву.
Абарона ад расплаву: графітнае пакрыццё высокай чысціні для падаўлення выпарэння; Глыбіня басейна расплаўленага пласта падтрымліваецца на ўзроўні 80-120 мм.
Кантроль крышталізацыі
Хуткасць росту: 1-3 мм/гадз з вертыкальным градыентам тэмпературы 30-50°C/см.
Сістэма астуджэння: медная аснова з вадзяным астуджэннем для прымусовага ніжняга астуджэння; радыяцыйнае астуджэнне ў верхняй частцы.
Раздзяленне прымешак: Fe, Ni і іншыя прымешкі ўзбагачаюцца на межах зерняў пасля 3–5 цыклаў пераплаўлення, зніжаючы канцэнтрацыі да ўзроўню частак на мільярд.
3. Метрыкі кантролю якасці
Спасылка на стандартнае значэнне параметра
Канчатковая чысціня ≥99,99999% (7N)
Агульная колькасць металічных прымешак ≤0,1 праміле
Утрыманне кіслароду ≤5 праміле
Адхіленне арыентацыі крышталя ≤2°
Удзельнае супраціўленне (300 К) 0,1–0,3 Ом·см
Перавагі працэсу
Маштабаванасць: шматслаёвыя плавільныя лодкі з кальцавой зонай павялічваюць магутнасць партыі ў 3–5 разоў у параўнанні са звычайнымі канструкцыямі.
Эфектыўнасць: Дакладны вакуум і тэрмічны кантроль забяспечваюць высокую хуткасць выдалення прымешак.
Якасць крышталя: звышнізкая хуткасць росту (<3 мм/г) забяспечвае нізкую шчыльнасць дыслакацый і цэласнасць монакрышталя.
Гэты ачышчаны тэлур 7N мае вырашальнае значэнне для прасунутых прыкладанняў, уключаючы інфрачырвоныя дэтэктары, тонкаплёнкавыя сонечныя батарэі CdTe і паўправадніковыя падкладкі.
Спіс літаратуры:
абазначаюць эксперыментальныя дадзеныя рэцэнзаваных даследаванняў па ачыстцы тэлуру.
Час публікацыі: 24 сакавіка 2025 г