7N telluuri puhastusprotsess ühendab tsooni rafineerimise ja suundkristallimise tehnoloogiad. Peamised protsessi üksikasjad ja parameetrid on toodud allpool:
1. Tsooni rafineerimisprotsess
Seadmete disain
Mitmekihilised rõngakujulised tsoonisulatuspaadid: läbimõõt 300–500 mm, kõrgus 50–80 mm, valmistatud kõrge puhtusastmega kvartsist või grafiidist.
Küttesüsteem: poolringikujulised takistusspiraalid temperatuuri reguleerimise täpsusega ±0,5°C ja maksimaalse töötemperatuuriga 850°C.
Võtmeparameetrid
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa kogu ulatuses, et vältida oksüdatsiooni ja saastumist.
Tsooni liikumiskiirus: 2–5 mm/h (ühesuunaline pöörlemine veovõlli kaudu).
Temperatuurigradient: 725 ± 5 °C sulatsooni esiküljel, jahtumine <500 °C-ni tagaservas.
Läbib: 10–15 tsüklit; eemaldamise efektiivsus >99,9% lisandite puhul, mille eralduskoefitsient on <0,1 (nt Cu, Pb).
2. Suunatud kristallisatsiooniprotsess
Sulatuse ettevalmistamine
Materjal: 5N telluur, mis on puhastatud tsooni rafineerimise teel.
Sulamistingimused: sulatatakse inertse argaasi all (puhtus ≥99,999%) temperatuuril 500–520 °C kõrgsagedusliku induktsioonkuumutusega.
Sulakaitse: kõrge puhtusastmega grafiitkate lendumise tõkestamiseks; sulabasseini sügavus hoida 80–120 mm.
Kristallisatsiooni juhtimine
Kasvukiirus: 1–3 mm/h vertikaalse temperatuurigradientiga 30–50 °C/cm.
Jahutussüsteem: vesijahutusega vasest alus põhjaga sundjahutuseks; ülaosas kiirgusjahutus.
Lisandite eraldamine: Fe, Ni ja muud lisandid rikastatakse terade piiridel pärast 3–5 ümbersulatustsüklit, vähendades kontsentratsiooni ppb tasemeni.
3. Kvaliteedikontrolli mõõdikud
Parameetri standardväärtuse viide
Lõplik puhtus ≥99,99999% (7N)
Metallilisi lisandeid kokku ≤0,1 ppm
Hapnikusisaldus ≤5 ppm
Kristallide orientatsiooni hälve ≤2°
Eritakistus (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Protsessi eelised
Skaleeritavus: mitmekihilised rõngakujulised tsoonisulatuspaadid suurendavad partii mahtu 3–5 korda võrreldes tavapäraste konstruktsioonidega.
Tõhusus: Täpne vaakum ja termiline juhtimine võimaldavad kõrget lisandi eemaldamise kiirust.
Kristalli kvaliteet: üliaeglased kasvukiirused (<3 mm/h) tagavad madala dislokatsioonitiheduse ja ühekristalli terviklikkuse.
See rafineeritud 7N telluur on ülioluline täiustatud rakenduste, sealhulgas infrapunadetektorite, õhukese kilega CdTe päikesepatareide ja pooljuhtsubstraatide jaoks.
Viited:
tähistavad eelretsenseeritud uuringute eksperimentaalseid andmeid telluuri puhastamise kohta.
Postitusaeg: 24. märts 2025