Proces čistenia telúru 7N kombinuje technológie zónovej rafinácie a smerovej kryštalizácie. Kľúčové podrobnosti procesu a parametre sú uvedené nižšie:
1. Proces zónovej rafinácie
Dizajn zariadenia
Viacvrstvové prstencové zónové taviace člny: Priemer 300–500 mm, výška 50–80 mm, vyrobené z vysoko čistého kremeňa alebo grafitu.
Vykurovací systém: Polkruhové odporové cievky s presnosťou regulácie teploty ±0,5 °C a maximálnou prevádzkovou teplotou 850 °C.
Kľúčové parametre
Vákuum: ≤1×10⁻³ Pa v celom rozsahu, aby sa zabránilo oxidácii a kontaminácii.
Rýchlosť pojazdu zóny: 2–5 mm/h (jednosmerné otáčanie cez hnací hriadeľ).
Teplotný gradient: 725±5°C na prednej strane roztavenej zóny, chladenie na <500°C na odtokovej hrane.
Prejde: 10–15 cyklov; účinnosť odstraňovania >99,9 % pre nečistoty so segregačnými koeficientmi <0,1 (napr. Cu, Pb).
2. Smerový kryštalizačný proces
Príprava taveniny
Materiál: 5N telúr čistený zónovou rafináciou.
Podmienky tavenia: Tavené pod inertným plynom Ar (čistota ≥99,999 %) pri 500–520 °C s použitím vysokofrekvenčného indukčného ohrevu.
Ochrana taveniny: Kryt z vysoko čistého grafitu na potlačenie prchavosti; hĺbka roztaveného bazéna udržiavaná na 80–120 mm.
Kontrola kryštalizácie
Rýchlosť rastu: 1–3 mm/h s vertikálnym teplotným gradientom 30–50 °C/cm.
Chladiaci systém: Vodou chladený medený podstavec pre nútené spodné chladenie; radiačné chladenie v hornej časti.
Segregácia nečistôt: Fe, Ni a ďalšie nečistoty sú obohatené na hraniciach zŕn po 3–5 cykloch pretavenia, čím sa koncentrácie znížia na úroveň ppb.
3. Metriky kontroly kvality
Referencia štandardnej hodnoty parametra
Konečná čistota ≥99,99999 % (7N)
Celkové kovové nečistoty ≤0,1 ppm
Obsah kyslíka ≤5 ppm
Odchýlka orientácie kryštálov ≤2°
Odpor (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Výhody procesu
Škálovateľnosť: Viacvrstvové taviace člny s prstencovou zónou zvyšujú kapacitu šarže 3–5× v porovnaní s konvenčnými konštrukciami.
Efektívnosť: Presné podtlakové a tepelné riadenie umožňuje vysokú rýchlosť odstraňovania nečistôt.
Kvalita kryštálov: Ultra pomalé rýchlosti rastu (<3 mm/h) zaisťujú nízku hustotu dislokácií a integritu jedného kryštálu.
Tento rafinovaný telúr 7N je rozhodujúci pre pokročilé aplikácie vrátane infračervených detektorov, CdTe tenkovrstvových solárnych článkov a polovodičových substrátov.
Referencie:
označujú experimentálne údaje z recenzovaných štúdií o čistení telúru.
Čas odoslania: 24. marca 2025