химический каталог




Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2.

Автор Большаков К.А.

вращения тигля

в выделяющейся твердой фазе определяется ее концентрацией не во всем объеме расплава, а только в граничном слое. Поэтому реально наблюдаемый коэффициент распределения (так называемый эффективный коэффициент распределения k3$—отношение концентрации примеси в твердой фазе к средней концентрации примеси в расплаве) отличается от теоретического, определяемого диаграммой состояния. Эффективный коэффициент распределения всегда лежит между значением равновесного коэффициента и единицей. Он зависит от скорости кристаллизации, коэффициента диффузии примеси в расплаве и толщины диффузионного слоя,.т. е. от условий перемешивания расплава в зоне. Эта зависимость определяется уравнением, выведенным Бартоном, При-мом и Слихтером:

(48)

k

^эф —

k + (1 — k) exp

D

где / — скорость кристаллизации; б — толщина диффузионного слоя; D — коэффициент диффузии.

Для улучшения очистки нужно максимально приблизить величину эффективного коэффициента к равновесному. Для этого по возможности уменьшают скорость кристаллизации (скорость движения зоны или скорость вытягивания) и усиливают перемешивание расплава, из-за чего уменьшается толщина диффузионного слоя. В реальных условиях на процессе отделения какой-либо примеси оказывают влияние другие компоненты. При выращивании монокристаллов наблюдается зависимость коэффициента распределения от кристаллографического направления. Подробнее кристалло-физические методы разобраны в [106—109].

Зонную плавку германия чаще всего проводят в графитовых лодочках, в атмосфере аргона или водорода, или же в вакууме. При плавке в вакууме происходит дополнительная очистка за счет испарения летучих примесей. Расплавленные зоны обычно создаются высокочастотным индукционным нагревом. Длина зоны от 2 до 6 см, скорость движения зоны 4^-6 мм/мин [ПС—112]. Для предотвращения изменения формы слитка иногда наклоняют лодочку под углом ~5°. Обычно пользуются 6—10 проходами зоны, так как дальнейшее увеличение их числа мало сказывается на чистоте германия. Все примеси, кроме бора и кремния, имеют коэффициенты распределения меньше единицы и, следовательно, оттесняются в конец слитка (табл. 52).

После зонной очистки примерно 75% всего слитка содержит электрически активные примеси в количестве Ы0"°—Ы0~7%.

На конечной стадии технологии — выращивании монокристаллов— германий дополнительно очищается. Выращивают монокристаллы, как правило, по методу Чохральского. Слитки германия расплавляют в вакууме Ь Ю-4—1-10"6 мм рт. ст., в атмосфере аргона или водорода. В расплав при температуре немного выше точки плавления германия опускают монокристаллическую затравку. По мере подъема затравки германий кристаллизуется на ней, образуя вытягиваемый из расплава монокристаллический слиток с той же кристаллографической ориентацией, что и исходная затравка (рис. 61). Для перемешивания расплава и выравнивания температуры как тигель, так и затравкодер-жатель с растущим кристаллом вращают в противоположные стороны Полученный таким путем монокристаллический германий имеет электропроводность, близкую к его собственной проводимости (60 Ом-см), т. е. остающиеся в нем примеси почти не сказываются на его электрофизических свойствах. Этому отвечает содержание электрически активных примесей порядка Ы0~8%.

Прочие способы получения чистого элементарного германия. Очень чистый германий может быть получен фракционной термической диссоциацией моногермана GeH4. Нагреванием до 300° GeH4 освобождают от примеси мышьяка, так как AsH3 разлагается при этом. Дальнейшим разложением GeH4 при температуре 400° получается чистый германий.

Таблица 52

Для выращивания эпитаксиальных пленок германия используют реакцию восстановления GeCl4 (а также GeBr4 или Gel4) водородом на нагретой (650—950°) поверхности [112]. Эта реакция может быть использована и для получения компактного германия.

Охрана труда. Элементарный германий и его окисные соединения не токсичны. Однако в виде пыли они вызывают раздражение дыхательных путей. Поэтому для них установле

страница 114
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205

Скачать книгу "Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2." (3.06Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
agb 00019708
интернет магазин подарков по всей россии
Перейди по ссылке получи скидку с промокодом "Галактика" в KNS - купить монитор кредит онлайн в Москве и городах России.
обучение на финансового аналитика

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)