Dettagli di u prucessu di crescita è purificazione di cristalli di telluriu 7N cù parametri tecnichi

U prucessu di purificazione di telluriu 7N combina tecnulugie di raffinazione di zona è cristallizazione direzionale. I dettagli è i parametri chjave di u prucessu sò descritti quì sottu:

1. Prucessu di Raffinazione di Zona
Cuncepimentu di l'attrezzatura

Barche di fusione à zona anulare multistrato: Diametru 300-500 mm, altezza 50-80 mm, fatte di quarzu o grafite di alta purezza.
Sistema di riscaldamentu: Bobine resistive semicirculari cù una precisione di cuntrollu di a temperatura di ± 0,5 ° C è una temperatura massima di funziunamentu di 850 ° C.
Parametri chjave

Vuoto: ≤1×10⁻³ Pa in tuttu per impedisce l'ossidazione è a contaminazione.
Velocità di muvimentu di a zona: 2–5 mm/h (rotazione unidirezionale via l'arburu di trasmissione).
Gradiente di temperatura: 725 ± 5 ° C à u fronte di a zona fusa, raffreddamentu à <500 ° C à u bordu posteriore.
Passaggi: 10-15 cicli; efficienza di rimuzione >99,9% per impurità cù coefficienti di segregazione <0,1 (per esempiu, Cu, Pb).
2. Prucessu di cristallizazione direzionale
Preparazione di a fusione

Materiale: Telluriu 5N purificatu via raffinazione di zona.
Cundizioni di fusione: Fusu sottu gasu Ar inerte (purezza ≥99,999%) à 500-520 °C utilizendu u riscaldamentu per induzione d'alta frequenza.
Prutezzione da a fusione: Copertura di grafite d'alta purezza per supprime a volatilizazione; a prufundità di a piscina fusa hè mantenuta à 80-120 mm.
Cuntrollu di cristallizazione

Ritmu di crescita: 1–3 mm/h cù un gradiente di temperatura verticale di 30–50°C/cm.
Sistema di raffreddamentu: Base di rame raffreddata à acqua per un raffreddamentu furzatu in fondu; raffreddamentu radiativu in cima.
Segregazione di l'impurità: Fe, Ni è altre impurità sò arricchite à i limiti di i grani dopu à 3-5 cicli di rifusione, riducendu e concentrazioni à livelli di ppb.
3. Metriche di cuntrollu di qualità
Parametru Valore Standard Riferimentu
Purità finale ≥99,99999% (7N)
Impurità metalliche totali ≤0,1 ppm
Cuntenutu d'ossigenu ≤5 ppm
Deviazione di l'orientazione di u cristallu ≤2°
Resistività (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Vantaghji di u prucessu
Scalabilità: I battelli di fusione à zona anulare multistratu aumentanu a capacità di lotti di 3-5 volte paragunatu à i disinni cunvinziunali.
Efficienza: U vacuum precisu è u cuntrollu termicu permettenu alti tassi di rimuzione di l'impurità.
Qualità di u cristallu: I tassi di crescita ultra-lenti (<3 mm/h) garantiscenu una bassa densità di dislocazioni è l'integrità di u monocristallu.
Stu telluriu 7N raffinatu hè cruciale per applicazioni avanzate, cumpresi i rilevatori infrarossi, e celle solari à film sottile di CdTe è i substrati semiconduttori.

Referenze:
denotanu dati sperimentali da studii rivisti da pari nantu à a purificazione di u telluriu.