A 7N tellúr tisztítási eljárás a zónafinomítás és az irányított kristályosítás technológiáit ötvözi. A folyamat főbb részleteit és paramétereit az alábbiakban ismertetjük:
1. Zónafinomítási folyamat
Berendezéstervezés
Többrétegű, gyűrűs zónás olvasztóhajók: Átmérő 300–500 mm, magasság 50–80 mm, nagy tisztaságú kvarcból vagy grafitból.
Fűtési rendszer: Félkör alakú ellenállástekercsek ±0,5°C hőmérséklet-szabályozási pontossággal és 850°C maximális üzemi hőmérséklettel.
Főbb paraméterek
Vákuum: ≤1×10⁻³ Pa teljes nyomáson az oxidáció és a szennyeződés megelőzése érdekében.
Zóna haladási sebessége: 2–5 mm/h (egyirányú forgás hajtótengelyen keresztül).
Hőmérséklet-gradiens: 725±5°C az olvadt zóna elején, lehűlés <500°C-ra a kilépőélen.
Átlagos vizsgálatok: 10–15 ciklus; eltávolítási hatékonyság >99,9% <0,1 szegregációs együtthatójú szennyeződések esetén (pl. Cu, Pb).
2. Irányított kristályosodási folyamat
Olvadékkészítés
Anyag: 5N tellúr, zónás finomítással tisztítva.
Olvasztási körülmények: Inert Ar gáz alatt (≥99,999%-os tisztaság) 500–520°C-on, nagyfrekvenciás indukciós melegítéssel olvasztott.
Olvadásvédelem: Nagy tisztaságú grafitbevonat az illékonyság elnyomására; az olvadékfürdő mélysége 80–120 mm között marad.
Kristályosodás-szabályozás
Növekedési sebesség: 1–3 mm/h, 30–50°C/cm függőleges hőmérséklet-gradienssel.
Hűtőrendszer: Vízhűtéses réz alap a kényszerített alsó hűtéshez; sugárzó hűtés felül.
Szennyeződések szétválasztása: A Fe, Ni és más szennyeződések 3-5 újraolvasztási ciklus után a szemcsehatárokon dúsulnak fel, így a koncentrációjuk ppb szintre csökken.
3. Minőségellenőrzési mutatók
Paraméter Standard Érték Referencia
Végső tisztaság ≥99,99999% (7N)
Összes fémes szennyeződés ≤0,1 ppm
Oxigéntartalom ≤5 ppm
Kristály orientációs eltérés ≤2°
Ellenállás (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Folyamat előnyei
Skálázhatóság: A többrétegű, gyűrűs zónás olvasztóhajók 3–5-szörösére növelik a tételkapacitást a hagyományos kialakításokhoz képest.
Hatékonyság: A precíz vákuum- és hőmérséklet-szabályozás lehetővé teszi a magas szennyeződés-eltávolítási arányt.
Kristályminőség: Az ultra lassú növekedési sebesség (<3 mm/h) alacsony diszlokációsűrűséget és egykristályos integritást biztosít.
Ez a finomított 7N tellúr kritikus fontosságú a fejlett alkalmazásokhoz, beleértve az infravörös detektorokat, a CdTe vékonyrétegű napelemeket és a félvezető szubsztrátokat.
Referenciák:
a tellúr tisztításával kapcsolatos, lektorált tanulmányokból származó kísérleti adatokat jelölik.
Közzététel ideje: 2025. márc. 24.