Procesul de purificare a telurului 7N combină tehnologiile de rafinare a zonei și de cristalizare direcțională. Detaliile și parametrii cheie ai procesului sunt subliniați mai jos:
1. Procesul de rafinare a zonei
Proiectarea echipamentelor
Barci de topire cu zone inelare multistrat: diametru 300–500 mm, înălțime 50–80 mm, din cuarț sau grafit de înaltă puritate.
Sistem de încălzire: serpentine rezistive semi-circulare cu precizie de control al temperaturii de ±0,5°C și o temperatură maximă de funcționare de 850°C.
Parametri cheie
Vid: ≤1×10⁻³ Pa pe tot parcursul pentru a preveni oxidarea și contaminarea.
Viteza de deplasare a zonei: 2–5 mm/h (rotație unidirecțională prin arborele de antrenare).
Gradientul de temperatură: 725±5°C în partea frontală a zonei topite, răcire la <500°C la marginea de fugă.
Pase: 10–15 cicluri; eficiență de îndepărtare >99,9% pentru impurități cu coeficienți de segregare <0,1 (de exemplu, Cu, Pb).
2. Procesul de cristalizare direcțională
Pregătirea topiturii
Material: telur 5N purificat prin rafinare zonală.
Condiții de topire: Topit sub gaz Ar inert (puritate ≥99,999%) la 500–520°C folosind încălzire prin inducție de înaltă frecvență.
Protecție la topire: capac de grafit de înaltă puritate pentru a suprima volatilizarea; adâncimea bazinului topit menținută la 80–120 mm.
Controlul cristalizării
Viteza de creștere: 1–3 mm/h cu un gradient vertical de temperatură de 30–50°C/cm.
Sistem de răcire: bază de cupru răcită cu apă pentru răcirea forțată de jos; răcire radiativă în partea de sus.
Segregarea impurităților: Fe, Ni și alte impurități sunt îmbogățite la granițele granulelor după 3-5 cicluri de topire, reducând concentrațiile la niveluri de ppb.
3. Măsuri de control al calității
Parametru Valoare standard de referință
Puritate finală ≥99,99999% (7N)
Impurități metalice totale ≤0,1 ppm
Conținut de oxigen ≤5 ppm
Abaterea orientării cristalului ≤2°
Rezistivitate (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Avantajele procesului
Scalabilitate: Bărcile de topire a zonei inelare cu mai multe straturi măresc capacitatea lotului de 3-5 ori în comparație cu modelele convenționale.
Eficiență: vidul precis și controlul termic permit rate mari de îndepărtare a impurităților.
Calitatea cristalului: ratele de creștere ultra-lente (<3 mm/h) asigură o densitate scăzută de dislocare și integritatea unui singur cristal.
Acest teluriu rafinat 7N este esențial pentru aplicații avansate, inclusiv detectoare cu infraroșu, celule solare cu peliculă subțire CdTe și substraturi semiconductoare.
Referințe:
denotă date experimentale din studiile evaluate de colegi privind purificarea telurului.
Ora postării: 24-mar-2025