Процес пречишћавања телура 7Н комбинује технологије зонске рафинације и усмерене кристализације. Кључни детаљи процеса и параметри су наведени у наставку:
1. Процес пречишћавања зона
Дизајн опреме
Чамци за топљење вишеслојних прстенастих зона: Пречник 300–500 мм, висина 50–80 мм, израђени од кварца или графита високе чистоће.
Систем грејања: Полукружни отпорни намотаји са тачношћу контроле температуре од ±0,5°Ц и максималном радном температуром од 850°Ц.
Кључни параметри
Вакум: ≤1×10⁻³ Па током целог рада да би се спречила оксидација и контаминација.
Зонска брзина кретања: 2–5 мм/х (једносмерна ротација преко погонског вратила).
Температурни градијент: 725±5°Ц на предњој страни растопљене зоне, хлађење на <500°Ц на задњој ивици.
Пролази: 10-15 циклуса; ефикасност уклањања >99,9% за нечистоће са коефицијентима сегрегације <0,1 (нпр. Цу, Пб).
2. Процес усмерене кристализације
Припрема топљења
Материјал: 5Н телур пречишћен зонском рафинацијом.
Услови топљења: Отопљен под инертним Ар гасом (≥99,999% чистоће) на 500–520°Ц коришћењем високофреквентног индукционог грејања.
Заштита од топљења: Графитни поклопац високе чистоће за сузбијање испарења; дубина растопљеног базена одржавана на 80–120 мм.
Контрола кристализације
Брзина раста: 1–3 мм/х са вертикалним температурним градијентом од 30–50°Ц/цм.
Систем за хлађење: Водом хлађена бакарна база за принудно доње хлађење; радијацијско хлађење на врху.
Сегрегација нечистоћа: Фе, Ни и друге нечистоће се обогаћују на границама зрна након 3-5 циклуса претопљења, смањујући концентрације на нивое ппб.
3. метрике контроле квалитета
Референца стандардне вредности параметра
Коначна чистоћа ≥99,99999% (7Н)
Укупне металне нечистоће ≤0,1 ппм
Садржај кисеоника ≤5 ппм
Одступање оријентације кристала ≤2°
Отпорност (300 К) 0,1–0,3 Ω·цм
Предности процеса
Скалабилност: Чамци за топљење вишеслојних прстенастих зона повећавају капацитет серије за 3–5× у поређењу са конвенционалним дизајном.
Ефикасност: Прецизна вакуумска и термичка контрола омогућавају високе стопе уклањања нечистоћа.
Квалитет кристала: Ултра-споре стопе раста (<3 мм/х) обезбеђују ниску густину дислокације и интегритет монокристала.
Овај рафинирани 7Н телур је критичан за напредне апликације, укључујући инфрацрвене детекторе, ЦдТе танкослојне соларне ћелије и полупроводничке подлоге.
Референце:
означавају експерименталне податке из рецензираних студија о пречишћавању телура.
Време поста: 24.03.2025