කැඩ්මියම් ක්‍රියාවලි පියවර සහ පරාමිතීන්

I. අමුද්‍රව්‍ය පූර්ව පිරිපහදු කිරීම සහ ප්‍රාථමික පිරිසිදු කිරීම

1. ‍අධි-පිරිසිදු කැඩ්මියම් අමුද්‍රව්‍ය සකස් කිරීම‍

• ‍අම්ල සේදීම: මතුපිට ඔක්සයිඩ සහ ලෝහමය අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා කාර්මික ශ්‍රේණියේ කැඩ්මියම් කුට්ටි 5%-10% නයිට්‍රික් අම්ල ද්‍රාවණයක 40-60°C දී පැය 1-2ක් ගිල්වන්න. උදාසීන pH අගය සහ රික්තය වියළී යන තෙක් අයනීකරණය කළ ජලයෙන් සෝදන්න.
• ‍ජල ලෝහ වෛද්‍ය කාන්දු වීම: කැඩ්මියම් අඩංගු අපද්‍රව්‍ය (උදා: තඹ-කැඩ්මියම් ස්ලැග්) සල්ෆියුරික් අම්ලය (15-20% සාන්ද්‍රණය) සමඟ 80-90°C දී පැය 4-6ක් ප්‍රතිකාර කරන්න, එමඟින් ≥95% කැඩ්මියම් කාන්දු වීමේ කාර්යක්ෂමතාව ලබා ගනී. විස්ථාපනය සඳහා ස්පොන්ජ් කැඩ්මියම් ලබා ගැනීම සඳහා සින්ක් කුඩු (1.2-1.5 ගුණයක ස්ටොයිකියෝමිතික අනුපාතය) පෙරහන් කර එකතු කරන්න.

1. ‍උණු කිරීම සහ වාත්තු කිරීම‍

• ස්පොන්ජ් කැඩ්මියම් අධි-පිරිසිදු ග්‍රැෆයිට් කබොලවලට පටවා, 320-350°C දී ආගන් වායුගෝලය යටතේ උණු කර, මන්දගාමී සිසිලනය සඳහා ග්‍රැෆයිට් අච්චුවලට වත් කරන්න. ≥8.65 g/cm³ ඝනත්වය සහිත ඉන්ගෝට් සාදන්න.

II. කලාප පිරිපහදු කිරීම

1. ‍උපකරණ සහ පරාමිතීන්‍

• උණු කළ කලාප පළල 5-8 mm, ගමන් වේගය 3-5 mm/h සහ පිරිපහදු පාස් 8-12ක් සහිත තිරස් පාවෙන කලාප උණු කිරීමේ ඌෂ්මක භාවිතා කරන්න. උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණය: 50-80°C/cm; රික්තය ≤10⁻³ Pa‌
• ‍අපිරිසිදු වෙන් කිරීම: නැවත නැවත කලාපය සාන්ද්‍ර ඊයම්, සින්ක් සහ අනෙකුත් අපද්‍රව්‍ය ඉන්ගෝට් වලිගයෙන් ගමන් කරයි. අවසාන 15-20% අපිරිසිදුකමෙන් පොහොසත් කොටස ඉවත් කර, අතරමැදි සංශුද්ධතාවය ≥99.999% ලබා ගනී.

1. ‍යතුරු පාලනයන්‍

• උණු කළ කලාප උෂ්ණත්වය: 400-450°C (කැඩ්මියම් ද්‍රවාංකය වන 321°C ට වඩා තරමක් ඉහළින්);
• සිසිලන අනුපාතය: දැලිස් දෝෂ අවම කිරීම සඳහා 0.5-1.5°C/min;
• ආගන් ප්‍රවාහ අනුපාතය: ඔක්සිකරණය වැළැක්වීම සඳහා 10-15 L/මිනිත්තුව

III. විද්‍යුත් විච්ඡේදක පිරිපහදු කිරීම

1. ‍විද්‍යුත් විච්ඡේදක සූත්‍රගත කිරීම‍

• විද්‍යුත් විච්ඡේදක සංයුතිය: කැඩ්මියම් සල්ෆේට් (CdSO₄, 80-120 g/L) සහ සල්ෆියුරික් අම්ලය (pH 2-3), කැතෝඩ තැන්පතු ඝනත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ජෙලටින් 0.01-0.05 g/L එකතු කිරීමත් සමඟ.

1. ‍ක්‍රියාවලි පරාමිතීන්‍

• ඇනෝඩය: අමු කැඩ්මියම් තහඩුව; කැතෝඩය: ටයිටේනියම් තහඩුව;
• ධාරා ඝනත්වය: 80-120 A/m²; සෛල වෝල්ටීයතාවය: 2.0-2.5 V;
• විද්‍යුත් විච්ඡේදක උෂ්ණත්වය: 30-40°C; කාලය: පැය 48-72; කැතෝඩ සංශුද්ධතාවය ≥99.99%‍

IV. රික්තක අඩු කිරීමේ ආසවනය

1. ‍ඉහළ උෂ්ණත්වය අඩු කිරීම සහ වෙන් කිරීම‍

• කැඩ්මියම් කුට්ටි රික්ත උදුනක තබන්න (පීඩනය ≤10⁻² Pa), ඔක්සිකාරකයක් ලෙස හයිඩ්‍රජන් හඳුන්වා දී කැඩ්මියම් ඔක්සයිඩ් වායුමය කැඩ්මියම් බවට අඩු කිරීමට 800-1000°C දක්වා රත් කරන්න. කන්ඩෙන්සර් උෂ්ණත්වය: 200-250°C; අවසාන සංශුද්ධතාවය ≥99.9995%

1. ‍අපිරිසිදුකම් ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව‍

• අවශේෂ ඊයම්, තඹ සහ අනෙකුත් ලෝහමය අපද්‍රව්‍ය ≤0.1 ppm;
• ඔක්සිජන් ප්‍රමාණය ≤5 ppm‍

වී. චොක්‍රල්ස්කි තනි ස්ඵටික වර්ධනය

1. ‍ද්‍රවාංකය පාලනය කිරීම සහ බීජ ස්ඵටික සකස් කිරීම‍

• අධි-සංශුද්ධතා කැඩ්මියම් ඉන්ගෝට් අධි-සංශුද්ධතා ක්වාර්ට්ස් කබොලවලට පටවා, 340-360°C දී ආගන් යටතේ උණු කරන්න. අභ්‍යන්තර ආතතිය තුරන් කිරීම සඳහා 800°C දී පූර්ව-ඇනීල් කරන ලද <100>-නැඹුරු තනි-ස්ඵටික කැඩ්මියම් බීජ (විෂ්කම්භය 5-8 මි.මී.) භාවිතා කරන්න.

1. ‍ස්ඵටික ඇදීමේ පරාමිතීන්‍

• ඇදීමේ වේගය: 1.0-1.5 mm/min (ආරම්භක අදියර), 0.3-0.5 mm/min (ස්ථාවර වර්ධනය);
• කෲසිබල් භ්‍රමණය: 5-10 rpm (ප්‍රති-භ්‍රමණය);
• උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණය: 2-5°C/mm; ඝන-ද්‍රව අතුරුමුහුණත උෂ්ණත්ව උච්චාවචනය ≤±0.5°C‌

1. ‍දෝෂ මර්දන ශිල්පීය ක්‍රම‍

• ‍චුම්භක ක්ෂේත්‍ර සහාය: දියවන කැළඹිලි මර්දනය කිරීමට සහ අපිරිසිදු ඉරි අඩු කිරීමට 0.2-0.5 T අක්ෂීය චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් යොදන්න;
• ‍පාලිත සිසිලනය: වර්ධනයෙන් පසු සිසිලන අනුපාතය 10-20°C/h වීම තාප ආතතිය නිසා ඇතිවන විස්ථාපන දෝෂ අවම කරයි.

VI. පසු සැකසුම් සහ තත්ත්ව පාලනය

1. ‍ස්ඵටික යන්ත්‍රෝපකරණ‍

• ‍කැපීම: 20-30 m/s වයර් වේගයෙන් 0.5-1.0 mm වේෆර් වලට කැපීමට දියමන්ති වයර් කියත් භාවිතා කරන්න;
• ‍ඔප දැමීම: නයිට්‍රික් අම්ල-එතනෝල් මිශ්‍රණය (1:5 වෙළුම් අනුපාතය) සමඟ රසායනික යාන්ත්‍රික ඔප දැමීම (CMP), මතුපිට රළුබව Ra ≤0.5 nm ලබා ගැනීම.

1. ‍තත්ත්ව ප්‍රමිතීන්‍

• ‍පිරිසිදුකම: GDMS (දිලිසෙන විසර්ජන ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂය) මගින් Fe, Cu, Pb ≤0.1 ppm තහවුරු කරයි;
• ‍ප්‍රතිරෝධකතාව: ≤5×10⁻⁸ Ω·m (සංශුද්ධතාවය ≥99.9999%);
• ‍ස්ඵටික විද්‍යාත්මක දිශානතිය: අපගමනය <0.5°; විස්ථාපන ඝනත්වය ≤10³/cm²

VII. ක්‍රියාවලි ප්‍රශස්තිකරණ උපදෙස්

1. ‍ඉලක්කගත අපිරිසිදුකම ඉවත් කිරීම‍

• 6N-ශ්‍රේණියේ සංශුද්ධතාවය (99.9999%) ලබා ගැනීම සඳහා බහු-අදියර කලාප පිරිපහදු කිරීම සමඟ ඒකාබද්ධව Cu, Fe ආදියෙහි තෝරාගත් අවශෝෂණය සඳහා අයන හුවමාරු දුම්මල භාවිතා කරන්න.

1. ‍ස්වයංක්‍රීයකරණ වැඩිදියුණු කිරීම්‍

• AI ඇල්ගොරිතම මඟින් ඇදීමේ වේගය, උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණ ආදිය ගතිකව සකස් කර, අස්වැන්න 85% සිට 93% දක්වා වැඩි කරයි;
• කබොල ප්‍රමාණය අඟල් 36 දක්වා පරිමාණය කරන්න, තනි කාණ්ඩයේ අමුද්‍රව්‍ය කිලෝග්‍රෑම් 2800 ක් සක්‍රීය කරන්න, බලශක්ති පරිභෝජනය කිලෝග්‍රෑම් 80 දක්වා අඩු කරන්න.

1. ‍තිරසාරභාවය සහ සම්පත් ප්‍රතිසාධනය‍

• අයන හුවමාරුව හරහා අම්ල සේදීමේ අපද්‍රව්‍ය ප්‍රතිජනනය කරන්න (Cd ප්‍රතිසාධනය ≥99.5%);
• සක්‍රිය කාබන් අවශෝෂණය + ක්ෂාරීය ස්ක්‍රබ් කිරීම (Cd වාෂ්ප ප්‍රතිසාධනය ≥98%) සමඟ පිටාර වායු පිරියම් කරන්න.

සාරාංශය

කැඩ්මියම් ස්ඵටික වර්ධනය සහ පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ජලවිදුලි ලෝහ විද්‍යාව, ඉහළ උෂ්ණත්ව භෞතික පිරිපහදු කිරීම සහ නිරවද්‍ය ස්ඵටික වර්ධන තාක්ෂණයන් ඒකාබද්ධ කරයි. අම්ල කාන්දු වීම, කලාප පිරිපහදු කිරීම, විද්‍යුත් විච්ඡේදනය, රික්ත ආසවනය සහ චොක්‍රල්ස්කි වර්ධනය හරහා - ස්වයංක්‍රීයකරණය සහ පරිසර හිතකාමී භාවිතයන් සමඟ - එය 6N-ශ්‍රේණියේ අතිශය ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් කැඩ්මියම් තනි ස්ඵටිකවල ස්ථාවර නිෂ්පාදනයට හැකියාව ලබා දෙයි. මේවා න්‍යෂ්ටික අනාවරක, ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ද්‍රව්‍ය සහ උසස් අර්ධ සන්නායක උපාංග සඳහා වන ඉල්ලුම සපුරාලයි. අනාගත දියුණුව මහා පරිමාණ ස්ඵටික වර්ධනය, ඉලක්කගත අපිරිසිදු වෙන් කිරීම සහ අඩු කාබන් නිෂ්පාදනය කෙරෙහි අවධානය යොමු කරනු ඇත.