Proces pročišćavanja 7N telura kombinira tehnologije zonskog rafiniranja i usmjerene kristalizacije. Ključni detalji i parametri procesa navedeni su u nastavku:
1. Proces rafiniranja zone
Dizajn opreme
Višeslojne prstenaste zonske taline: Promjer 300–500 mm, visina 50–80 mm, izrađene od visokočistog kvarca ili grafita.
Sustav grijanja: Polukružne otporne zavojnice s točnošću 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 putem pogonske osovine).
Temperaturni gradijent: 725±5°C na prednjem dijelu rastaljene zone, hlađenje na <500°C na stražnjem rubu.
Prolazi: 10–15 ciklusa; učinkovitost uklanjanja >99,9% za nečistoće s koeficijentima segregacije <0,1 (npr. Cu, Pb).
2. Postupak usmjerene kristalizacije
Priprema taline
Materijal: 5N telur pročišćen zonskom rafinacijom.
Uvjeti taljenja: Taljeno pod inertnim plinom Ar (čistoća ≥99,999%) na 500–520 °C korištenjem visokofrekventnog indukcijskog zagrijavanja.
Zaštita od taline: Premaz od grafita visoke čistoće za suzbijanje isparavanja; dubina taline održava se na 80–120 mm.
Kontrola kristalizacije
Brzina rasta: 1–3 mm/h s vertikalnim temperaturnim gradijentom od 30–50 °C/cm.
Sustav 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 taljenja, smanjujući koncentracije na razinu 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 zonske talionice povećavaju kapacitet šarže za 3-5 puta u usporedbi s konvencionalnim izvedbama.
Učinkovitost: Precizna kontrola vakuuma i temperature omogućuje visoku stopu uklanjanja nečistoća.
Kvaliteta kristala: Ultra spore brzine rasta (<3 mm/h) osiguravaju nisku gustoću dislokacija i integritet monokristala.
Ovaj profinjeni 7N telurij ključan je za napredne primjene, uključujući infracrvene detektore, tankoslojne CdTe solarne ćelije i poluvodičke podloge.
Reference:
označavaju eksperimentalne podatke iz recenziranih studija o pročišćavanju telura.
Vrijeme objave: 24. ožujka 2025.