Proces čištění teluru 7N kombinuje technologie zónové rafinace a směrové krystalizace. Klíčové podrobnosti procesu a parametry jsou uvedeny níže:
1. Proces zónové rafinace
Design zařízení
Vícevrstvé prstencové zónové tavicí čluny: Průměr 300–500 mm, výška 50–80 mm, vyrobené z vysoce čistého křemene nebo grafitu.
Systém vytápění: Půlkruhové odporové cívky s přesností regulace teploty ±0,5 °C a maximální provozní teplotou 850 °C.
Klíčové parametry
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa v celém rozsahu, aby se zabránilo oxidaci a kontaminaci.
Rychlost pojezdu zóny: 2–5 mm/h (jednosměrné otáčení přes hnací hřídel).
Teplotní gradient: 725±5°C na přední straně roztavené zóny, chlazení na <500°C na zadní hraně.
Projde: 10–15 cyklů; účinnost odstranění >99,9 % pro nečistoty se segregačními koeficienty <0,1 (např. Cu, Pb).
2. Směrový krystalizační proces
Příprava taveniny
Materiál: 5N telur čištěný zónovou rafinací.
Podmínky tání: Tavené pod inertním plynem Ar (čistota ≥99,999 %) při 500–520 °C za použití vysokofrekvenčního indukčního ohřevu.
Ochrana taveniny: Kryt z vysoce čistého grafitu pro potlačení těkání; hloubka roztavené lázně udržovaná na 80–120 mm.
Kontrola krystalizace
Rychlost růstu: 1–3 mm/h s vertikálním teplotním gradientem 30–50 °C/cm.
Chladicí systém: Vodou chlazená měděná základna pro nucené spodní chlazení; radiační chlazení nahoře.
Segregace nečistot: Fe, Ni a další nečistoty jsou obohaceny na hranicích zrn po 3–5 cyklech přetavení, čímž se koncentrace sníží na úroveň ppb.
3. Metriky kontroly kvality
Parametr Standardní hodnota Reference
Konečná čistota ≥99,99999 % (7N)
Celkové kovové nečistoty ≤0,1 ppm
Obsah kyslíku ≤5 ppm
Odchylka orientace krystalu ≤2°
Odpor (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Výhody procesu
Škálovatelnost: Vícevrstvé tavicí čluny s prstencovou zónou zvyšují kapacitu šarže 3–5× ve srovnání s konvenčními konstrukcemi.
Účinnost: Přesná regulace vakua a teploty umožňuje vysokou rychlost odstraňování nečistot.
Kvalita krystalů: Ultra-pomalé rychlosti růstu (<3 mm/h) zajišťují nízkou hustotu dislokací a integritu jednoho krystalu.
Tento rafinovaný telur 7N je kritický pro pokročilé aplikace, včetně infračervených detektorů, CdTe tenkovrstvých solárních článků a polovodičových substrátů.
Reference:
označují experimentální data z recenzovaných studií o čištění teluru.
Čas odeslání: 24. března 2025