Η διαδικασία καθαρισμού τελλουρίου 7N συνδυάζει τεχνολογίες ζωνικής διύλισης και κατευθυνόμενης κρυστάλλωσης. Οι βασικές λεπτομέρειες και παράμετροι της διαδικασίας περιγράφονται παρακάτω:
1. Διαδικασία Ζώνης Διύλισης
Σχεδιασμός Εξοπλισμού
Πολυστρωματικές δακτυλιωτές λέμβοι ζώνης τήξης: Διάμετρος 300–500 mm, ύψος 50–80 mm, κατασκευασμένες από χαλαζία ή γραφίτη υψηλής καθαρότητας.
Σύστημα θέρμανσης: Ημικυκλικά πηνία αντίστασης με ακρίβεια ελέγχου θερμοκρασίας ±0,5°C και μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 850°C.
Βασικές παράμετροι
Κενό: ≤1×10⁻³ Pa σε όλη την έκταση για την αποφυγή οξείδωσης και μόλυνσης.
Ταχύτητα κίνησης ζώνης: 2–5 mm/h (μονοκατευθυντική περιστροφή μέσω του άξονα μετάδοσης κίνησης).
Κλίση θερμοκρασίας: 725±5°C στο μέτωπο της τηγμένης ζώνης, ψύξη σε <500°C στο πίσω άκρο.
Επιτυχαίνει: 10–15 κύκλοι· απόδοση απομάκρυνσης >99,9% για ακαθαρσίες με συντελεστές διαχωρισμού <0,1 (π.χ., Cu, Pb).
2. Κατευθυνόμενη Διαδικασία Κρυστάλλωσης
Προετοιμασία τήξης
Υλικό: Τελλούριο 5N καθαρισμένο μέσω ζώνης εξευγενισμού.
Συνθήκες τήξης: Τήξη υπό αδρανές αέριο Ar (καθαρότητα ≥99,999%) στους 500–520°C χρησιμοποιώντας θέρμανση επαγωγής υψηλής συχνότητας.
Προστασία από τήξη: Κάλυμμα γραφίτη υψηλής καθαρότητας για την καταστολή της εξάτμισης· το βάθος της λιωμένης λίμνης διατηρείται στα 80–120 mm.
Έλεγχος Κρυστάλλωσης
Ρυθμός ανάπτυξης: 1–3 mm/h με κατακόρυφη θερμοκρασιακή κλίση 30–50°C/cm.
Σύστημα ψύξης: Υδρόψυκτη βάση από χαλκό για αναγκαστική ψύξη από κάτω· ψύξη με ακτινοβολία στην κορυφή.
Διαχωρισμός προσμίξεων: Ο Fe, ο Ni και άλλες προσμίξεις εμπλουτίζονται στα όρια των κόκκων μετά από 3-5 κύκλους επανατήξης, μειώνοντας τις συγκεντρώσεις σε επίπεδα ppb.
3. Μετρήσεις Ελέγχου Ποιότητας
Παραμέτρος Τυπική Τιμή Αναφοράς
Τελική καθαρότητα ≥99,99999% (7N)
Συνολικές μεταλλικές ακαθαρσίες ≤0,1 ppm
Περιεκτικότητα σε οξυγόνο ≤5 ppm
Απόκλιση προσανατολισμού κρυστάλλου ≤2°
Αντίσταση (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Πλεονεκτήματα Διαδικασίας
Επεκτασιμότητα: Τα πολυστρωματικά σκάφη τήξης με δακτυλιοειδή ζώνη αυξάνουν την ικανότητα παρτίδας κατά 3–5 φορές σε σύγκριση με τα συμβατικά σχέδια.
Αποδοτικότητα: Ο ακριβής έλεγχος κενού και θερμότητας επιτρέπουν υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης ακαθαρσιών.
Ποιότητα κρυστάλλων: Οι εξαιρετικά αργοί ρυθμοί ανάπτυξης (<3 mm/h) εξασφαλίζουν χαμηλή πυκνότητα εξάρθρωσης και ακεραιότητα μονοκρυστάλλου.
Αυτό το εξευγενισμένο τελλούριο 7N είναι κρίσιμο για προηγμένες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των ανιχνευτών υπέρυθρων, των ηλιακών κυψελών λεπτής μεμβράνης CdTe και των υποστρωμάτων ημιαγωγών.
Αναφορές:
υποδηλώνουν πειραματικά δεδομένα από μελέτες με αξιολόγηση από ομοτίμους σχετικά με τον καθαρισμό του τελλουρίου.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Μαρτίου 2025