Proces prečišćavanja 7N telura kombinuje tehnologije zonskog rafiniranja i usmjerene kristalizacije. Ključni detalji i parametri procesa navedeni su u nastavku:
1. Proces rafiniranja zone
Dizajn opreme
Višeslojne prstenaste zonske čamce za topljenje: Prečnik 300–500 mm, visina 50–80 mm, napravljene od kvarca ili grafita visoke čistoće.
Sistem grijanja: Polukružne otporne zavojnice s tačnošću regulacije temperature od ±0,5°C i maksimalnom radnom temperaturom od 850°C.
Ključni parametri
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa u cijelom prostoru kako bi se spriječila oksidacija i kontaminacija.
Brzina kretanja zone: 2–5 mm/h (jednosmjerna rotacija preko pogonske osovine).
Temperaturni gradijent: 725±5°C na prednjoj strani rastopljene zone, hlađenje na <500°C na zadnjoj ivici.
Prolazi: 10–15 ciklusa; efikasnost uklanjanja >99,9% za nečistoće s koeficijentima segregacije <0,1 (npr. Cu, Pb).
2. Proces usmjerene kristalizacije
Priprema taline
Materijal: 5N telur pročišćen zonskom rafinacijom.
Uslovi topljenja: Topljeno u inertnom Ar gasu (≥99,999% čistoće) na 500–520°C korištenjem visokofrekventnog indukcijskog zagrijavanja.
Zaštita od taline: Premaz od grafita visoke čistoće za suzbijanje isparavanja; dubina rastopljenog bazena održava se na 80–120 mm.
Kontrola kristalizacije
Brzina rasta: 1–3 mm/h s vertikalnim temperaturnim gradijentom od 30–50°C/cm.
Sistem hlađenja: Vodeno hlađena bakrena baza za prisilno donje hlađenje; radijacijsko hlađenje na vrhu.
Segregacija nečistoća: Fe, Ni i druge nečistoće obogaćuju se na granicama zrna nakon 3-5 ciklusa ponovnog topljenja, smanjujući koncentracije na nivoe ppb.
3. Metrike kontrole kvalitete
Parametar Standardna vrijednost Referenca
Konačna čistoća ≥99,99999% (7N)
Ukupne metalne nečistoće ≤0,1 ppm
Sadržaj kisika ≤5 ppm
Odstupanje orijentacije kristala ≤2°
Otpornost (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Prednosti procesa
Skalabilnost: Višeslojne prstenaste zone topljenja povećavaju kapacitet šarže za 3-5 puta u poređenju s konvencionalnim dizajnom.
Efikasnost: Precizna kontrola vakuuma i temperature omogućava visoku stopu uklanjanja nečistoća.
Kvalitet kristala: Ultra spore brzine rasta (<3 mm/h) osiguravaju nisku gustoću dislokacija i integritet monokristala.
Ovaj rafinirani 7N telur je ključan za napredne primjene, uključujući infracrvene detektore, tankoslojne CdTe solarne ćelije i poluprovodničke supstrate.
Reference:
označavaju eksperimentalne podatke iz recenziranih studija o prečišćavanju telura.
Vrijeme objave: 24. mart 2025.