7N telluuri puhastusprotsess ühendab tsoonrafineerimise ja suunatud kristalliseerimise tehnoloogiad. Peamised protsessi üksikasjad ja parameetrid on esitatud allpool:
1. Tsooni rafineerimisprotsess
Seadmete disain
Mitmekihilised rõngasvööndi sulatuspaadid: läbimõõt 300–500 mm, kõrgus 50–80 mm, valmistatud kõrge puhtusastmega kvartsist või grafiidist.
Küttesüsteem: Poolringikujulised takistusmähised temperatuuri reguleerimise täpsusega ±0,5 °C ja maksimaalse töötemperatuuriga 850 °C.
Peamised parameetrid
Vaakum: ≤1×10⁻³ Pa kogu ulatuses, et vältida oksüdeerumist ja saastumist.
Tsooni liikumiskiirus: 2–5 mm/h (ühesuunaline pöörlemine veovõlli kaudu).
Temperatuurigradient: 725 ± 5 °C sulamistsooni esiosas, jahtumine tagaservas <500 °C-ni.
Läbib: 10–15 tsüklit; eemaldamise efektiivsus >99,9% lisandite puhul, mille eralduskoefitsient on <0,1 (nt Cu, Pb).
2. Suunatud kristallisatsiooniprotsess
Sulatuslahuse valmistamine
Materjal: 5N telluur, mis on puhastatud tsoonrafineerimise teel.
Sulamistingimused: Sulatatud inertse argoongaasi (puhtus ≥99,999%) keskkonnas temperatuuril 500–520 °C, kasutades kõrgsageduslikku induktsioonkuumutust.
Sulamiskaitse: Kõrge puhtusastmega grafiidist kate lenduvuse vähendamiseks; sulavanni sügavus hoitakse 80–120 mm juures.
Kristalliseerumise kontroll
Kasvukiirus: 1–3 mm/h vertikaalse temperatuurigradientiga 30–50 °C/cm.
Jahutussüsteem: Vesijahutusega vaskpõhi sundjahutuseks põhjas; kiirgusjahutus üleval.
Lisandite segregatsioon: Fe, Ni ja muud lisandid rikastuvad terade piiridel pärast 3–5 ümbersulatamistsüklit, vähendades kontsentratsiooni ppb tasemele.
3. Kvaliteedikontrolli mõõdikud
Parameeter Standardväärtus Viide
Lõplik puhtus ≥99,99999% (7N)
Metalliliste lisandite koguarv ≤0,1 ppm
Hapnikusisaldus ≤5 ppm
Kristalli orientatsiooni hälve ≤2°
Eritakistus (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Protsessi eelised
Skaleeritavus: Mitmekihilised rõngakujulised sulatuspaadid suurendavad partii mahutavust 3–5 korda võrreldes tavapäraste konstruktsioonidega.
Efektiivsus: Täpne vaakumi ja termilise juhtimise abil saab eemaldada suuri lisandeid.
Kristalli kvaliteet: Üliaeglane kasvukiirus (<3 mm/h) tagab madala dislokatsioonitiheduse ja monokristalli terviklikkuse.
See rafineeritud 7N telluur on kriitilise tähtsusega täiustatud rakenduste jaoks, sealhulgas infrapunadetektorid, CdTe õhukese kilega päikesepatareid ja pooljuhtsubstraadid.
Viited:
tähistavad telluuri puhastamise kohta eelretsenseeritud uuringutest saadud eksperimentaalseid andmeid.
Postituse aeg: 24. märts 2025