Proses penulenan telurium 7N menggabungkan teknologi penapisan zon dan penghabluran berarah. Butiran dan parameter proses utama digariskan di bawah:
1. Proses Penapisan Zon
Reka Bentuk Peralatan
Bot lebur zon anulus berbilang lapisan: Diameter 300–500 mm, tinggi 50–80 mm, diperbuat daripada kuarza atau grafit berketulenan tinggi.
Sistem pemanasan: Gegelung rintangan separa bulat dengan ketepatan kawalan suhu ±0.5°C dan suhu operasi maksimum 850°C.
Parameter Utama
Vakum: ≤1×10⁻³ Pa di seluruh permukaan untuk mencegah pengoksidaan dan pencemaran.
Kelajuan perjalanan zon: 2–5 mm/j (putaran searah melalui aci pemacu).
Kecerunan suhu: 725±5°C di bahagian hadapan zon lebur, menyejuk kepada <500°C di tepi belakang.
Lulus: 10–15 kitaran; kecekapan penyingkiran >99.9% untuk bendasing dengan pekali pengasingan <0.1 (cth., Cu, Pb).
2. Proses Penghabluran Berarah
Penyediaan Cairan
Bahan: 5N telurium yang ditulenkan melalui penapisan zon.
Keadaan lebur: Dicairkan di bawah gas Ar lengai (tulen ≥99.999%) pada 500–520°C menggunakan pemanasan aruhan frekuensi tinggi.
Perlindungan leburan: Penutup grafit berketulenan tinggi untuk menyekat pengewapan; kedalaman kolam leburan dikekalkan pada 80–120 mm.
Kawalan Penghabluran
Kadar pertumbuhan: 1–3 mm/j dengan kecerunan suhu menegak 30–50°C/cm.
Sistem penyejukan: Tapak kuprum yang disejukkan dengan air untuk penyejukan bawah paksa; penyejukan radiatif di bahagian atas.
Pengasingan bendasing: Fe, Ni dan bendasing lain diperkaya pada sempadan butiran selepas 3–5 kitaran peleburan semula, sekali gus mengurangkan kepekatan kepada tahap ppb.
3. Metrik Kawalan Kualiti
Rujukan Nilai Piawai Parameter
Ketulenan akhir ≥99.99999% (7N)
Jumlah bendasing logam ≤0.1 ppm
Kandungan oksigen ≤5 ppm
Penyimpangan orientasi kristal ≤2°
Kerintangan (300 K) 0.1–0.3 Ω·cm
Kelebihan Proses
Kebolehskalaan: Bot lebur zon anulus berbilang lapisan meningkatkan kapasiti kelompok sebanyak 3–5× berbanding reka bentuk konvensional.
Kecekapan: Kawalan vakum dan haba yang tepat membolehkan kadar penyingkiran bendasing yang tinggi.
Kualiti kristal: Kadar pertumbuhan ultra perlahan (<3 mm/j) memastikan ketumpatan kehelan yang rendah dan integriti kristal tunggal.
Telurium 7N yang ditapis ini adalah penting untuk aplikasi lanjutan, termasuk pengesan inframerah, sel solar filem nipis CdTe dan substrat semikonduktor.
Rujukan:
menunjukkan data eksperimen daripada kajian yang dikaji semula oleh rakan sebaya tentang penulenan telurium.
Masa siaran: 24 Mac 2025