7N tellür saflaştırma işlemi, bölgesel arıtma ve yönlü kristalizasyon teknolojilerini birleştirir. Başlıca işlem detayları ve parametreleri aşağıda özetlenmiştir:
1. Bölge Rafinasyon Süreci
Ekipman Tasarımı
Çok katmanlı halka şeklindeki eritme tekneleri: Çapı 300–500 mm, yüksekliği 50–80 mm, yüksek saflıkta kuvars veya grafitten yapılmıştır.
Isıtma sistemi: ±0,5°C sıcaklık kontrol hassasiyetine ve 850°C maksimum çalışma sıcaklığına sahip yarı dairesel dirençli bobinler.
Temel Parametreler
Oksidasyonu ve kirlenmeyi önlemek için vakum her yerde ≤1×10⁻³ Pa olmalıdır.
Bölge hareket hızı: 2–5 mm/saat (tahrik mili aracılığıyla tek yönlü dönüş).
Sıcaklık gradyanı: Erime bölgesinin ön kısmında 725±5°C, arka kenarında ise <500°C'ye kadar soğuma.
Geçiş sayısı: 10–15 döngü; ayrışma katsayısı <0,1 olan safsızlıklar için (örneğin, Cu, Pb) uzaklaştırma verimliliği >%99,9.
2. Yönlü Kristalizasyon Süreci
Eritme Hazırlığı
Malzeme: Bölgesel arıtma yöntemiyle saflaştırılmış 5N tellür.
Erime koşulları: Yüksek frekanslı indüksiyon ısıtma kullanılarak 500–520°C'de inert Ar gazı (≥%99,999 saflıkta) altında eritilmiştir.
Erime koruması: Buharlaşmayı önlemek için yüksek saflıkta grafit kaplama; erime havuzu derinliği 80-120 mm arasında tutulmaktadır.
Kristalleşme Kontrolü
Büyüme hızı: 30–50°C/cm'lik dikey sıcaklık gradyanıyla 1–3 mm/saat.
Soğutma sistemi: Zorlamalı alt soğutma için su soğutmalı bakır taban; üstte radyatif soğutma.
Safsızlık ayrışması: 3-5 yeniden eritme döngüsünden sonra Fe, Ni ve diğer safsızlıklar tane sınırlarında birikerek konsantrasyonlarını ppb seviyelerine düşürür.
3. Kalite Kontrol Ölçütleri
Parametre Standart Değer Referansı
Son saflık ≥%99,99999 (7N)
Toplam metalik safsızlıklar ≤0,1 ppm
Oksijen içeriği ≤5 ppm
Kristal yönelim sapması ≤2°
Öz direnç (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Süreç Avantajları
Ölçeklenebilirlik: Çok katmanlı halka şeklindeki eritme tekneleri, geleneksel tasarımlara kıyasla parti kapasitesini 3-5 kat artırır.
Verimlilik: Hassas vakum ve termal kontrol, yüksek safsızlık giderme oranları sağlar.
Kristal kalitesi: Ultra yavaş büyüme hızları (<3 mm/saat), düşük dislokasyon yoğunluğunu ve tek kristal bütünlüğünü sağlar.
Bu rafine edilmiş 7N tellür, kızılötesi dedektörler, CdTe ince film güneş pilleri ve yarı iletken alt tabakalar dahil olmak üzere gelişmiş uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
Referanslar:
Tellür saflaştırması üzerine hakemli bilimsel çalışmalardan elde edilen deneysel verileri ifade eder.
Yayın tarihi: 24 Mart 2025