CN110835779A - 碲锌镉原料二次提纯工艺 - Google Patents

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    • C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure

Abstract

本发明公开了一种碲锌镉原料二次提纯工艺，包括如下步骤：将完成的碲锌镉晶锭连同坩埚一起放入到加热炉内部进行加热，所述加热炉内的温度由上到下逐渐升高，其中下部的温度最高可达1000℃，上部的温度为300～500℃；改变晶锭在加热炉内部的位置，完成晶锭在加热炉内部的温度的变化。解决了在传统的提纯工艺中提纯不彻底的问题。

Description

碲锌镉原料二次提纯工艺
技术领域
本发明涉及碲锌镉提纯工艺，具体为一种碲锌镉原料二次提纯工艺。
背景技术
碲锌镉，英文名称cadmium zinc telluride，CdZnTe，简写为CZT。CZT晶体是宽禁带II-VI族化合物半导体，可以看作是CdTe和ZnTe固溶而成。它还被广泛用作红外探测器HgCdTe的外延衬底和室温核辐射探测器等，它具有优异的光电性能，可以在室温状态下直接将X射线和γ射线转光子变为电子，是迄今为止制造室温X射线及γ射线探测器最为理想的半导体材料。
在碲锌镉多晶合成过程中，一般涉及封套和石英坩埚，石英坩埚的封管过程通常为将物料加入到石英坩埚内，然后将封套置于石英坩埚内，之后抽真空，最后在石英坩埚顶部对石英坩埚进行封管。封管后的石英坩埚进行碲锌镉多晶合成而形成碲锌镉多晶料，之后通过碲锌镉多晶料进行单晶生长。
但是在上述封管中，碲锌镉多晶料和封套之间留有较多的自由空间，在单晶生长过程中，碲锌镉多晶因因镉的高蒸气压特性而向自由空间逸出，这导致生长完成的单晶中产生镉空位，从而影响所获得的单晶性能。
发明内容
本发明目的在于提供一种碲锌镉原料二次提纯工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
碲锌镉原料二次提纯工艺，包括如下步骤：
将完成的碲锌镉晶锭连同坩埚一起放入到加热炉内部进行加热，所述加热炉内的温度由上到下逐渐升高，其中下部的温度最高可达1000℃，上部的温度为300～500℃；
改变晶锭在加热炉内部的位置，完成晶锭在加热炉内部的温度的变化，当晶锭在加热炉内部从上到下运动时，碲锌镉会发生熔化和凝固，加热炉内下部的温度高于上部的温度，当晶锭向下部方向运动，碲锌镉逐渐发生熔化，溶质熔化，碲锌镉向上运动时，其中的Te沉淀熔化成一个小液滴，并且Te小液滴因杂质的扩散运动可吸附周围晶体中的杂质，当碲锌镉移动到低温区之后，溶质析出，如此往复达到提纯的目的。
优选的，完成晶锭的提纯，将晶锭取出加热炉。
优选的，所述加热炉包括
外壳；
加热炉本体，所述加热炉本体固定于外壳内部，所述加热炉本体可以提供热量，加热炉本体内的加热温度由上到下逐渐升高；
夹持组件，所述夹持组件设于外壳内部，用于夹持晶锭，所述夹持组件还可以与加热炉本体发生相对转动，并且可相对于加热炉本体上下移动。
优选的，所述夹持组件包括，
转盘，所述转盘转动设于外壳内，且转盘与外壳内壁螺纹连接；
滑动杆，所述滑动杆滑动设于加热炉本体内，且滑动杆可与加热炉本体转动连接；
连接板，所述连接板固定于滑动杆底端；
夹持杆，所述夹持杆与坩埚固定连接。
优选的，所述夹持杆与连接板边部铰接，当转盘发生转动的时候，夹持杆在离心力作用下发生倾斜。
优选的，所述转盘上部设有动力组件，所述动力组件包括
转动杆，所述转动杆伸出外壳；
电机架，所述电机架设于外壳外表面；
电机，所述电机固定于电机架上，所述电机与转动杆通过传送带配合连接。
本发明的有益效果为：将晶锭连接在夹持杆上，启动电机，通过传送带带动转动杆发生同步转动，转动杆发生转动后带动转盘发生转动，转盘与外壳内壁螺纹连接，当转盘发生转动的同时，还会在外壳内壁发生上下移动，转盘在运动的同时，会通过滑动杆带动连接板在加热炉本体内转动和上下移动，当连接板上下移动的时候，可以将晶锭在加热炉本体内上下移动，并且由于加热炉本体的温度不同，可以完成碲锌镉的提纯，当连接板在转动的同时，还会给晶锭施加一个离心力，帮助晶锭完成杂质的筛选。
附图说明
图1为本发明所述的加热炉主视图；
图2为图1中A处局部放大图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
碲锌镉原料二次提纯工艺，其特征在于，包括如下步骤：
将完成的碲锌镉晶锭连同坩埚一起放入到加热炉内部进行加热，所述加热炉内的温度由上到下逐渐升高，其中下部的温度最高可达1000℃，上部的温度为300～500℃；
改变晶锭在加热炉内部的位置，完成晶锭在加热炉内部的温度的变化，当晶锭在加热炉内部从上到下运动时，碲锌镉会发生熔化和凝固，加热炉内下部的温度高于上部的温度，当晶锭向下部方向运动，碲锌镉逐渐发生熔化，溶质熔化，碲锌镉向上运动时，其中的Te沉淀熔化成一个小液滴，并且Te小液滴因杂质的扩散运动可吸附周围晶体中的杂质，当碲锌镉移动到低温区之后，溶质析出，如此往复达到提纯的目的。
完成晶锭的提纯，将晶锭取出加热炉。
所述加热炉包括
外壳1；
加热炉本体3，所述加热炉本体3固定于外壳1内部，所述加热炉本体3可以提供热量，加热炉本体3内的加热温度由上到下逐渐升高；
夹持组件，所述夹持组件设于外壳1内部，用于夹持晶锭，所述夹持组件还可以与加热炉本体3发生相对转动，并且可相对于加热炉本体3上下移动。
所述夹持组件包括，
转盘4，所述转盘4转动设于外壳1内，且转盘4与外壳1内壁螺纹连接；
滑动杆5，所述滑动杆5滑动设于加热炉本体3内，且滑动杆5可与加热炉本体3转动连接；
连接板9，所述连接板9固定于滑动杆6底端；
夹持杆13，所述夹持杆13与坩埚11固定连接。
所述夹持杆13与连接板9边部铰接，当转盘4发生转动的时候，夹持杆13在离心力作用下发生倾斜。
所述转盘4上部设有动力组件，所述动力组件包括
转动杆5，所述转动杆5伸出外壳1；
电机架8，所述电机架8设于外壳1外表面；
电机7，所述电机7固定于电机架8上，所述电机7与转动杆5通过传送带配合连接。
将晶锭连接在夹持杆13上，启动电机7，通过传送带带动转动杆5发生同步转动，转动杆5发生转动后带动转盘4发生转动，转盘4与外壳1内壁螺纹连接，当转盘4发生转动的同时，还会在外壳1内壁发生上下移动，转盘4在运动的同时，会通过滑动杆6带动连接板9在加热炉本体3内转动和上下移动，当连接板9上下移动的时候，可以将晶锭在加热炉本体3内上下移动，并且由于加热炉本体3的温度不同，可以完成碲锌镉的提纯，当连接板在转动的同时，还会给晶锭施加一个离心力，帮助晶锭完成杂质的筛选。
具体工作原理及步骤：将晶锭连接在夹持杆13上，启动电机7，通过传送带带动转动杆5发生同步转动，转动杆5发生转动后带动转盘4发生转动，转盘4与外壳1内壁螺纹连接，当转盘4发生转动的同时，还会在外壳1内壁发生上下移动，转盘4在运动的同时，会通过滑动杆6带动连接板9在加热炉本体3内转动和上下移动，当连接板9上下移动的时候，可以将晶锭在加热炉本体3内上下移动，并且由于加热炉本体3的温度不同，可以完成碲锌镉的提纯，当连接板在转动的同时，还会给晶锭施加一个离心力，帮助晶锭完成杂质的筛选。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.碲锌镉原料二次提纯工艺，其特征在于，包括如下步骤：
将完成的碲锌镉晶锭连同坩埚一起放入到加热炉内部进行加热，所述加热炉内的温度由上到下逐渐升高，其中下部的温度最高可达1000℃，上部的温度为300～500℃；
改变晶锭在加热炉内部的位置，完成晶锭在加热炉内部的温度的变化，当晶锭在加热炉内部从上到下运动时，碲锌镉会发生熔化和凝固，加热炉内下部的温度高于上部的温度，当晶锭向下部方向运动，碲锌镉逐渐发生熔化，溶质熔化，碲锌镉向上运动时，其中的Te沉淀熔化成一个小液滴，并且Te小液滴因杂质的扩散运动可吸附周围晶体中的杂质，当碲锌镉移动到低温区之后，溶质析出，如此往复达到提纯的目的。
2.根据权利要求1所述的碲锌镉原料二次提纯工艺，其特征在于，完成晶锭的提纯，将晶锭取出加热炉。
3.根据权利要求1所述的碲锌镉原料二次提纯工艺，其特征在于，所述加热炉包括
外壳；
加热炉本体，所述加热炉本体固定于外壳内部，所述加热炉本体可以提供热量，加热炉本体内的加热温度由上到下逐渐升高；
夹持组件，所述夹持组件设于外壳内部，用于夹持晶锭，所述夹持组件还可以与加热炉本体发生相对转动，并且可相对于加热炉本体上下移动。
4.根据权利要求3所述的碲锌镉原料二次提纯工艺，其特征在于，所述夹持组件包括，
转盘，所述转盘转动设于外壳内，且转盘与外壳内壁螺纹连接；
滑动杆，所述滑动杆滑动设于加热炉本体内，且滑动杆可与加热炉本体转动连接；
连接板，所述连接板固定于滑动杆底端；
夹持杆，所述夹持杆与坩埚固定连接。
5.根据权利要求4所述的碲锌镉原料二次提纯工艺，其特征在于，所述夹持杆与连接板边部铰接，当转盘发生转动的时候，夹持杆在离心力作用下发生倾斜。
6.根据权利要求5所述的碲锌镉原料二次提纯工艺，其特征在于，所述转盘上部设有动力组件，所述动力组件包括
转动杆，所述转动杆伸出外壳；
电机架，所述电机架设于外壳外表面；
电机，所述电机固定于电机架上，所述电机与转动杆通过传送带配合连接。
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