7N 텔루륨 정제 공정은 구역 정제와 방향성 결정화 기술을 결합한 것입니다. 주요 공정 세부 사항 및 매개변수는 아래에 설명되어 있습니다.
1. 구역 정제 공정
장비 설계
다층 환형 영역 용융 보트: 직경 300~500mm, 높이 50~80mm, 고순도 석영 또는 흑연으로 제작됨.
가열 시스템: 온도 제어 정확도가 ±0.5°C이고 최대 작동 온도가 850°C인 반원형 저항 코일.
주요 매개변수
산화 및 오염 방지를 위해 전체적으로 1×10⁻³ Pa 이하의 진공 상태를 유지합니다.
구역 이동 속도: 2~5mm/h (구동축을 통한 단방향 회전).
온도 구배: 용융 영역 전면에서 725±5°C, 후면에서는 500°C 미만으로 냉각됨.
통과 횟수: 10~15회; 분리 계수가 0.1 미만인 불순물(예: Cu, Pb)에 대한 제거 효율 >99.9%.
2. 방향성 결정화 공정
용융 준비
재료: 구역 정제법으로 정제된 5N 텔루륨.
용융 조건: 고주파 유도 가열을 이용하여 500~520°C에서 불활성 아르곤 가스(순도 ≥99.999%) 분위기 하에 용융시켰습니다.
용융 보호: 휘발을 억제하기 위해 고순도 흑연 덮개를 사용하며, 용융 풀 깊이는 80~120mm로 유지됩니다.
결정화 제어
성장 속도: 1~3 mm/h, 수직 온도 기울기 30~50°C/cm.
냉각 시스템: 강제 하부 냉각을 위한 수냉식 구리 베이스, 상부 복사 냉각 방식.
불순물 분리: Fe, Ni 및 기타 불순물은 3~5회 재용융 주기 후 결정립계에 농축되어 농도가 ppb 수준으로 감소합니다.
3. 품질 관리 지표
매개변수 표준값 참조
최종 순도 ≥99.99999% (7N)
총 금속 불순물 ≤0.1 ppm
산소 함량 ≤5 ppm
결정 배향 편차 ≤2°
저항률(300K) 0.1–0.3 Ω·cm
프로세스 장점
확장성: 다층 환형 영역 용융 보트는 기존 설계에 비해 배치 용량을 3~5배 증가시킵니다.
효율성: 정밀한 진공 및 온도 제어를 통해 높은 불순물 제거율을 달성할 수 있습니다.
결정 품질: 초저속 성장 속도(<3mm/h)는 낮은 전위 밀도와 단결정의 완전성을 보장합니다.
정제된 7N 텔루륨은 적외선 검출기, CdTe 박막 태양 전지 및 반도체 기판을 포함한 첨단 응용 분야에 필수적입니다.
참고자료:
텔루륨 정제에 관한 동료 평가를 거친 연구 논문의 실험 데이터를 나타냅니다.
게시 시간: 2025년 3월 24일