Процес отримання монокристалів селену

1. Процес отримання монокристалів селену, що складається з етапів загрузки наважки, подальшої направленої перекристалізації при температурі Т1 = 490 К, який відрізняється тим, що додат 3 62628 турах Т2=475 К та/або Т3=465,7 К, а механічні властивості - при температурах Т4-462,6 К та/або Т5=453 К. Промислове використання запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, її реалізація можлива на існуючих підприємствах електронного і приладобудівного напрямків. Великий об'єм досліджень, який був проведений нами, показав, що у випадку прийняття концепції молекулярної моделі селену з гексагональною 4 елементарною коміркою, він характеризується складною структурою хімічного зв'язку з п'ятьма нееквівалентними компонентами i 1  i  5 , що визначаються квантовим термодинамічним станом. Це, в свою чергу, обумовлює появу послідовної тонкої структури, температур як їх утворення так і руйнування - (Т1 - Т5) та відповідних поліморфних станів селену. Результати теоретичних розрахунків чисельних значень цих температур для селену наведені в таблиці. Таблиця і i (R , Å) i Тi, K 1 1R1  2,396 2 2 R2  3,575 490 475 Така складна структура цього елемента, поряд з традиційною складовою - металевим характером хімічного зв'язку, обумовлює появу і ковалентної складової. При цьому, слід відмітити, що ковалентна складова хімічного зв'язку, яка визначається температурами (Т2, Т3), обумовлює напівпровідникові властивості кристалів, а металева складова, що визначається температурами (Т4, Т5) - їх механічні властивості. У зв'язку з такими фізико-хімічними особливостями, нами була запропонована наступна послідовність виконання технологічного процесу отримання монокристалів селену. Вихідний матеріал у вигляді кварцової ампули зі злитком селену марки Se-00, що розташовано у відповідному контейнері з спектрально чистого графіту МПГ - 4, розміщується у стандартній установці зонної плавки та далі, при температурі Т1=490 К, проводять процес направленої кристалізації, після чого, в залежності від призначення матеріалу (його застосування в якості елементів оптичної, лазерної, фото-, оптоелектронної, термоелектрики і інших галузей техніки), проводять обраний температурний відпал. Внутрішній об'єм ампули з наважкою, при цьому, заповнений воднем. Якщо селен призначений для виготовлення відповідних матеріалів напівпровідникової електроніки, то в цьому випадку проводять високотемпературний відпал при температурах Т2=475 К та / або Т3=465,7 К. Це веде до утворення якісних складових хімічного зв'язку  2 та  3 , що далі обумовлює високу структурну досконалість отриманих кристалів як селену, так і відповідних матеріалів на їх основі. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 3 3 R3  3,833 465,7 4 4 R4  4,0945 5 5 R5  4,363 462,6 453 У випадку застосування селену для виготовлення матеріалів, які повинні характеризуватися підвищеною механічною міцністю, то крім вищезазначеного відпалу проводять ще й додатковий низькотемпературний відпал при температурах Т4=462,6 К та / або Т5=453 К. Це підвищує якість складових хімічного зв'язку  4 та  5 , що обумовлює збільшення механічної міцності як монокристалів селену, так і матеріалів на їх основі. Дослідження ступеня чистоти монокристалів селену, отриманих по відомій та запропонованій нами технологіях, показали, що ця величина у -2 першому випадку складає 2·10 мас. %, а в дру-4 гому - 6·10 мас. %, причому, в останньому випадку механічна міцність селену зросла в 2,5-3 рази. Запропонований технологічний процес розширює як технологічні можливості селену, так і потенційну базу нових ефектів, що веде до зростання їх практичного застосування при підвищенні їх якісних та кількісних характеристик. Джерела інформації: 1. Грейвер Т.Н., Зайцева И.Г., Косовер В.М. Селен и теллур. - М: Металлургия, 1977.-296 С. 2. Угорец М.З., Пивоварова Л.С. и др. Исследования по извлечению селена из медеэлектролитных шламов методом катодной обработки // Труды ХМИ АН КазССР, Алма-Ата, Наука, 1978. Т.28. - С.73-90. 3. Кудрявцев А.А. Химия и технология селена и теллура. Под. ред. академика И.В. Тананаева. М.: Высш. школа.-1961.-286 С. 4. Степин Б.Д., Горштейн И.Г., Блюм Г.З., Курдюмов Г.М., Оглоблина И.П. Методы получения особо чистых неорганических веществ. Изд-во "Химия" 1969.-480С. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601