Das 7N-Tellurreinigungsverfahren kombiniert Zonenschmelz- und gerichtete Kristallisationstechnologien. Wichtige Prozessdetails und -parameter sind nachfolgend aufgeführt:
1. Zonenraffinierungsverfahren
Gerätekonstruktion
Mehrschichtige ringförmige Schmelzboote: Durchmesser 300–500 mm, Höhe 50–80 mm, hergestellt aus hochreinem Quarz oder Graphit.
Heizsystem: Halbkreisförmige Widerstandsspulen mit einer Temperaturregelgenauigkeit von ±0,5°C und einer maximalen Betriebstemperatur von 850°C.
Wichtige Parameter
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa im gesamten Medium, um Oxidation und Kontamination zu verhindern.
Zonenvorschubgeschwindigkeit: 2–5 mm/h (unidirektionale Drehung über Antriebswelle).
Temperaturgradient: 725±5°C an der Schmelzzonenfront, Abkühlung auf <500°C am hinteren Rand.
Durchgänge: 10–15 Zyklen; Entfernungseffizienz >99,9 % für Verunreinigungen mit Segregationskoeffizienten <0,1 (z. B. Cu, Pb).
2. Gerichteter Kristallisationsprozess
Schmelzzubereitung
Material: 5N-Tellur, gereinigt durch Zonenschmelzen.
Schmelzbedingungen: Geschmolzen unter inertem Ar-Gas (≥99,999 % Reinheit) bei 500–520 °C mittels Hochfrequenz-Induktionserwärmung.
Schmelzschutz: Hochreine Graphitabdeckung zur Unterdrückung der Verflüchtigung; Schmelzbadtiefe wird auf 80–120 mm gehalten.
Kristallisationskontrolle
Wachstumsrate: 1–3 mm/h bei einem vertikalen Temperaturgradienten von 30–50°C/cm.
Kühlsystem: Wassergekühlter Kupfersockel für erzwungene Kühlung von unten; Strahlungskühlung von oben.
Verunreinigungssegregation: Fe, Ni und andere Verunreinigungen reichern sich nach 3–5 Umschmelzzyklen an den Korngrenzen an, wodurch die Konzentrationen auf ppb-Niveau sinken.
3. Qualitätskontrollkennzahlen
Parameter Standardwert Referenz
Endreinheit ≥99,99999 % (7N)
Gesamtgehalt an metallischen Verunreinigungen ≤0,1 ppm
Sauerstoffgehalt ≤5 ppm
Abweichung der Kristallorientierung ≤2°
Spezifischer Widerstand (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Prozessvorteile
Skalierbarkeit: Mehrschichtige ringförmige Schmelzboote erhöhen die Chargenkapazität um das 3- bis 5-fache im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen.
Effizienz: Präzise Vakuum- und Temperaturregelung ermöglichen hohe Verunreinigungsentfernungsraten.
Kristallqualität: Extrem langsame Wachstumsraten (<3 mm/h) gewährleisten eine geringe Versetzungsdichte und die Einkristallintegrität.
Dieses hochreine 7N-Tellur ist für fortschrittliche Anwendungen wie Infrarotdetektoren, CdTe-Dünnschichtsolarzellen und Halbleitersubstrate von entscheidender Bedeutung.
Referenzen:
bezeichnen experimentelle Daten aus von Fachkollegen begutachteten Studien zur Tellurreinigung.
Veröffentlichungsdatum: 24. März 2025