Proces čištění telluru 7N kombinuje technologie zónové rafinace a směrové krystalizace. Klíčové detaily a parametry procesu jsou uvedeny níže:
1. Proces rafinace zóny
Návrh zařízení
Vícevrstvé prstencové zónové tavicí lodě: Průměr 300–500 mm, výška 50–80 mm, vyrobené z vysoce čistého křemene nebo grafitu.
Topný systém: Půlkruhové odporové cívky s přesností regulace teploty ±0,5 °C a maximální provozní teplotou 850 °C.
Klíčové parametry
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa v celém rozsahu, aby se zabránilo oxidaci a kontaminaci.
Rychlost pohybu v zóně: 2–5 mm/h (jednosměrné otáčení přes hnací hřídel).
Teplotní gradient: 725 ± 5 °C na čele roztavené zóny, ochlazování na < 500 °C na zadní hraně.
Průchody: 10–15 cyklů; účinnost odstraňování >99,9 % pro nečistoty s koeficienty segregace <0,1 (např. Cu, Pb).
2. Proces směrové krystalizace
Příprava taveniny
Materiál: 5N telur čištěný zónovou rafinací.
Podmínky tání: Taveno v inertním plynu Ar (čistota ≥99,999 %) při teplotě 500–520 °C za použití vysokofrekvenčního indukčního ohřevu.
Ochrana proti tavenině: Vysoce čistý grafitový povlak pro potlačení odpařování; hloubka taveniny udržována na 80–120 mm.
Kontrola krystalizace
Rychlost růstu: 1–3 mm/h s vertikálním teplotním gradientem 30–50 °C/cm.
Chladicí systém: Vodou chlazená měděná základna pro nucené chlazení spodní části; radiační chlazení horní části.
Segregace nečistot: Fe, Ni a další nečistoty se po 3–5 cyklech přetavování obohacují na hranicích zrn, čímž se jejich koncentrace snižují na úrovně ppb.
3. Metriky kontroly kvality
Parametr Standardní hodnota Referenční hodnota
Konečná čistota ≥99,99999 % (7N)
Celkové kovové nečistoty ≤0,1 ppm
Obsah kyslíku ≤5 ppm
Odchylka orientace krystalu ≤2°
Měrný odpor (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Výhody procesu
Škálovatelnost: Vícevrstvé prstencové zónové tavicí lodě zvyšují kapacitu vsázky 3–5krát ve srovnání s konvenčními konstrukcemi.
Účinnost: Přesná regulace vakua a teploty umožňuje vysokou rychlost odstraňování nečistot.
Kvalita krystalů: Ultra pomalé rychlosti růstu (<3 mm/h) zajišťují nízkou hustotu dislokací a integritu monokrystalů.
Toto rafinované 7N telur je klíčové pro pokročilé aplikace, včetně infračervených detektorů, tenkovrstvých solárních článků CdTe a polovodičových substrátů.
Reference:
označují experimentální data z recenzovaných studií o čištění teluru.
Čas zveřejnění: 24. března 2025