El procés de purificació de tel·luri 7N combina tecnologies de refinació per zona i cristal·lització direccional. Els detalls i paràmetres clau del procés es descriuen a continuació:
1. Procés de refinament de zones
Disseny d'equips
Barques de fusió de zona anular multicapa: diàmetre de 300 a 500 mm, alçada de 50 a 80 mm, fetes de quars o grafit d'alta puresa.
Sistema de calefacció: Bobines resistives semicirculars amb una precisió de control de temperatura de ±0,5 °C i una temperatura màxima de funcionament de 850 °C.
Paràmetres clau
Buit: ≤1×10⁻³ Pa per evitar l'oxidació i la contaminació.
Velocitat de desplaçament de la zona: 2–5 mm/h (rotació unidireccional mitjançant l'eix d'accionament).
Gradient de temperatura: 725 ± 5 °C al front de la zona fosa, refredant-se a <500 °C a la vora posterior.
Passades: 10–15 cicles; eficiència d'eliminació >99,9% per a impureses amb coeficients de segregació <0,1 (per exemple, Cu, Pb).
2. Procés de cristal·lització direccional
Preparació de la fosa
Material: tel·luri 5N purificat mitjançant refinació per zona.
Condicions de fusió: Fosa sota gas Ar inert (≥99,999% de puresa) a 500–520 °C mitjançant escalfament per inducció d'alta freqüència.
Protecció contra la fosa: Revestiment de grafit d'alta puresa per suprimir la volatilització; la profunditat de la piscina fosa es manté entre 80 i 120 mm.
Control de cristal·lització
Taxa de creixement: 1–3 mm/h amb un gradient de temperatura vertical de 30–50 °C/cm.
Sistema de refrigeració: Base de coure refrigerada per aigua per a un refredament inferior forçat; refredament radiatiu a la part superior.
Segregació d'impureses: el Fe, el Ni i altres impureses s'enriqueixen als límits de gra després de 3-5 cicles de refusió, reduint les concentracions a nivells de ppb.
3. Mètriques de control de qualitat
Paràmetre Valor estàndard Referència
Puresa final ≥99,99999% (7N)
Impureses metàl·liques totals ≤0,1 ppm
Contingut d'oxigen ≤5 ppm
Desviació de l'orientació del cristall ≤2°
Resistivitat (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Avantatges del procés
Escalabilitat: Les barques de fusió de zona anular multicapa augmenten la capacitat del lot entre 3 i 5 vegades en comparació amb els dissenys convencionals.
Eficiència: El buit precís i el control tèrmic permeten altes taxes d'eliminació d'impureses.
Qualitat del cristall: les taxes de creixement ultralentes (<3 mm/h) garanteixen una baixa densitat de dislocacions i la integritat del monocristall.
Aquest tel·luri 7N refinat és crític per a aplicacions avançades, com ara detectors d'infrarojos, cèl·lules solars de pel·lícula fina de CdTe i substrats semiconductors.
Referències:
denoten dades experimentals d'estudis revisats per parells sobre la purificació de tel·luri.
Data de publicació: 24 de març de 2025