Процесот на прочистување на телуриум со 7N ги комбинира технологиите за зонско рафинирање и насочена кристализација. Клучните детали и параметри на процесот се наведени подолу:
1. Процес на зонско рафинирање
Дизајн на опрема
Повеќеслојни прстенести зонски чамци за топење: Дијаметар 300–500 mm, висина 50–80 mm, изработени од кварц или графит со висока чистота.
Систем за греење: Полукружни отпорни калеми со точност на контрола на температурата од ±0,5°C и максимална работна температура од 850°C.
Клучни параметри
Вакум: ≤1×10⁻³ Pa низ целата површина за да се спречи оксидација и контаминација.
Брзина на движење на зоната: 2–5 mm/h (еднонасочна ротација преку погонското вратило).
Температурен градиент: 725±5°C на предниот дел од стопената зона, ладење до <500°C на задниот раб.
Поминува: 10–15 циклуси; ефикасност на отстранување >99,9% за нечистотии со коефициенти на сегрегација <0,1 (на пр., Cu, Pb).
2. Процес на насочена кристализација
Подготовка за топење
Материјал: 5N телуриум прочистен преку зонско рафинирање.
Услови на топење: Растопено под инертен Ar гас (чистота ≥99,999%) на 500–520°C со употреба на високофреквентно индуктивно греење.
Заштита од топење: Капак од графит со висока чистота за потиснување на испарувањето; длабочината на базенот со стопена материја се одржува на 80–120 mm.
Контрола на кристализација
Стапка на раст: 1–3 mm/h со вертикален температурен градиент од 30–50°C/cm.
Систем за ладење: Водено ладена бакарна основа за присилно ладење на дното; радијативно ладење на врвот.
Сегрегација на нечистотии: Fe, Ni и други нечистотии се збогатуваат на границите на зрната по 3-5 циклуси на повторно топење, намалувајќи ги концентрациите до нивоа на ppb.
3. Метрики за контрола на квалитет
Референца за стандардна вредност на параметарот
Конечна чистота ≥99,99999% (7N)
Вкупно метални нечистотии ≤0,1 ppm
Содржина на кислород ≤5 ppm
Отстапување на ориентацијата на кристалите ≤2°
Отпорност (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Предности на процесот
Скалабилност: Повеќеслојните прстенести зони за топење го зголемуваат капацитетот на серии за 3–5 пати во споредба со конвенционалните дизајни.
Ефикасност: Прецизниот вакуум и термичката контрола овозможуваат високи стапки на отстранување на нечистотии.
Квалитет на кристали: Ултра-бавните стапки на раст (<3 mm/h) обезбедуваат ниска густина на дислокација и интегритет на монокристалот.
Овој рафиниран 7N телуриум е клучен за напредни апликации, вклучувајќи инфрацрвени детектори, тенкофилмски CdTe соларни ќелии и полупроводнички подлоги.
Референци:
означуваат експериментални податоци од рецензирани студии за прочистување на телуриум.
Време на објавување: 24 март 2025 година