Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Получение высокочистого моноизотопного силана Si28H4 Трошин Олег Юрьевич

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Трошин Олег Юрьевич. Получение высокочистого моноизотопного силана Si28H4 : Спец. 02.00.01 Н. Новгород, 2004 18 c., библиогр.: с. 17-18 (15 назв.).

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Литературный обзор 7

1.1. Свойства силана 7

1.2. Свойства тетрафторида кремния 10

1.3. Свойства и получение гидрида кальция 13

1.4. Методы получения силана по реакции взаимодействия тетрафторида кремния с гидридом кальция 16

1.5. Методы анализа силана 19

1.6. Методы очистки силана 23

Глава II. Синтез силана по реакции взаимодействия тетрафторида кремния с гидридом кальция 26

2.1. Получение гидрида кальция 26

2.2. Синтез силана в проточном реакторе 32

2.2.1.Влияние температуры и времени контакта реагентов на степень превращения SiF4 35

2.2.2. Определение примесного состава силана 47

2.3. Исследование реакции взаимодействия SiF4 с СаНг в статических условиях 53

2.3.1. Влияние давления и температуры на степень превращения SiF4 57

2.3.2. Влияния дисперсности СаНг на степень превращения S1F4 61

2.3.3. Влияния соотношения реагентов на степень превращения SiF4 64

2.3.4. Выход силана при синтезе в статических условиях 67

2.3.5. Определение примесного состава силана, полученного в статическом методе 68

2.4. Термодинамическая оценка возможности протекания химических реакций, приводящих к потере S1F4 69

Глава III. Получение высокочистого моноизотопного силана Si28H4 72

З.І.Синтез Si28H4 по реакции Si28F4c СаН2 72

3.2. Определение содержания кремния-28 в Si28F4 и Si28H4 74

3.3. Определение примесного состава Si28H4 80

3.4. Глубокая очистка Si28H4 методом низкотемпературной ректификации 87

Заключение 92

Выводы 94

Литература 95

Введение к работе

Актуальность темы. Для уточнения числа Авогадро в работе [1] предлагается использовать высокочистый изотопнообогащенный кремний-28. Высокочистый кремний-28 является» перспективным материалом для изготовления полупроводниковых структур'[2,3]. Есть основания полагать что в дальнейшем области применения изотопнообогащённого кремния-28 в науке и технике будут расширяться [4-6]. В связи с этим, задача разработки метода получения высокочистого изотопнообогащённого кремния-28 является актуальной.

Основными требованиями, предъявляемыми к методам синтеза с участием изотопнообогащённого кремния являются отсутствие изотопного разбавления и высокий выход, изотопнообогащённого вещества. Кроме того, получаемый продукт должен иметь достаточно низкий уровень содержания примесей других элементов.

Перспективным исходным соединением для получения кремния-28 является тетрафторид кремния SiF4- Тетрафторид кремния доступен, легко подвергается очистке; моноизотопность фтора F19 не осложняет процесса изотопного разделения методом' центрифугирования, используемым в нашей стране.

Известным методом получения кремния из его тетрафторида является превращение S1F4 в силан SiH4 с последующим термическим разложением- силана- на поликристаллический кремний и водород. Достоинством этого метода получения кремния является возможность глубокой очистки силана. Кроме того, свойства, методы анализа и методы глубокой очистки силана хорошо изучены, так как метод получения высокочистого кремния из силана широко применяется в полупроводниковой промышленности.

н>с^национальная]:

БИБЛИОТЕКА |

Поэтому, для получения изотопно- и химически чистого кремния-28 из тетрафторида кремния-28 нами была выбрана следующая схема: тетрафторид кремния-28 переводили в гидрид кремния-28 Si28H4, который-после глубокой, очистки разлагали на.поликристаллический кремний-28 и водород.

Цель работы. Целью настоящего исследования являлось разработка метода синтеза моноизотопного силана Si28H4 по реакции тетрафторида кремния-28 Si28F4 с гидридом кальция СаН2 и глубокая очистка. Si28PH4. Для этого было необходимо:

разработать методику синтеза СаНг;

определить практический выход и степень, чистоты силана, получаемого при взаимодействии SiF4c СаН2;

- разработать метод получения Si28H4 по реакции тетрафторида кремния-
28 с гидридом кальция, не приводящий к изотопному разбавлению
кремния-28;

- провести глубокую очистку Si28H4 в. условиях, исключающих
изотопное разбавление кремния-28.

Научная новизна. Разработан метод синтеза высокочистого моноизотопного силана Si28H4 по реакции взаимодействия тетрафторида кремния-28 с гидридом кальция в проточном реакторе. Выход Si28HU по расходу Si28F4 составлял 92 %.

Установлено, что- на стадиях синтеза, и очистки- изотопно-обогащенного гидрида» кремния-28 Si28H4 статистически г значимого изотопного разбавления кремния-28 не происходит.

Разработан метод синтеза силана г в статическом реакторе при повышенном давлении SiF4. Выход SiH4no расходу SiF4 достигал 95 %.

Практическая, ценность. По реакции взаимодействия тетрафторида кремния-28 с гидридом кальция с последующей глубокой очисткой- полученного Si28H4 методом низкотемпературной

ректификации были получены образцы гидрида кремния-28 со степенью
обогащения 99,91%, 99,93%, 99,98% и 99,99%. Образцы высокочистого
Si28H4 со степенью обогащения 99,91%, 99,93%, 99,98% были
использованы для получения поликристаллического кремния-28;
образец Si28H4 со степень обогащения 99,98 % - для нанесения покрытий
из моноизотопного диоксида кремния Si2802 на поверхность кварцевых
тиглей, применяемых при выращивании монокристаллов

изотопнообогащённого кремния-28 методом Чохральского.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на городских семинарах по химии высокочистых веществ (г. Нижний Новгород, 2000-2003 г.); 2-ом международном совещании «Высокочистый моноизотопный кремний. Получение, анализ, свойства и применение» (г. Нижний Новгород, 19-22 июня 2003).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано две статьи. Результаты разработок защищены Патентом Российской федерации.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 103 страницах машинописного текста, состоит из введения, Трех глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы (93 наименования) и содержит 26 таблиц и 16 рисунков.

Методы анализа силана

Для определения примесей в силане применяются масс-спектрометрический, газохроматографический, атомно-эмиссионный и другие методы анализа.

Масс-спектрометрический анализ силана на содержание примесей гидридов и органических веществ проводился в работах [51-55]. В работе [51] отмечается, что масс-спектрометрическим методом затруднительно определение примесей этилового спирта, этана, этилена, пропана вследствие наложения масс-спектров указанных веществ на масс-спектр силана.

Наиболее распространённым методом определения молекулярных примесей в силане является газовая хроматография [57]; описание методик газо-хроматографического анализа силана приведено в работах [58-67].

В работах [60,64] для определения содержания примесей углеводородов С1-С4 (метан, этан, этилен, пропан, пропилен, н-бутан), хлорпроизводных углеводородов, бензола и толуола в силане использовали пламенно-ионизационный детектор. Для исключения загрязнения чувствительных элементов детектора продуктами сгорания силана, предварительно проводили удаление силана из пробы путём адсорбции в колонке со смесью угля БАУ с кристаллическим оксидом алюминия А120з в соотношении 1:1 [64] или в колонке с оксидом алюминия, модифицированном 20 % щелочи (КОН) [60]. Углеводороды разделяли на 3 м колонке, заполненной окисью алюминия с 10 % щелочи, толуол и бензол - на колонке с 10 % полиметилсилоксана ПМС-200 на сферохроме. Предел обнаружения углеводородов С1-С4 составил (1-5)10 6 об. %, хлорпроизводных углеводородов -710 5 - 5І0"6 об. %, бензола и толуола - 510"5 об. %. В работе [65] для определения содержания примесей углеводородов С1-С4 проводили удаление основного вещества из пробы в форколонке и криофокусирование примесей в ловушке, охлаждаемой жидким азотом. Форколонка длиной 20 см и диаметром 4 мм была заполнена оксидом алюминия AI2O3, модифицированным 20 % щелочи (КОН); ловушка для криофокусирования представляла собой U-образную трубку, заполненную хроматоном N-AW-DMCS. Для разделения примесей углеводородов использовали хроматографическую колонку длиной 450 см и внутренним диаметром 3 мм, заполненную оксидом алюминия AI2O3 зернением 0,25-0,5 мм с 10 % щелочи (КОН). Идентификацию примесных компонентов проводили путём сравнения характеристик удерживания определяемых примесей и индивидуальных стандартных веществ. Количественный анализ проводили путём сравнения площадей соответствующих пиков на хроматограммах пробы и стандартных образцов сравнения. Предел обнаружения углеводородов С1-С4 данной методики анализа, определённый по 3s - критерию, составляет (3-5) 10"6 об. %. Погрешность определения содержания примесей в широком диапазоне определяемых концентраций составляет 10-15 %.

Снижение пределов обнаружения примесей углеводородов в силане до уровня 910 -410" % достигнуто в работе [66] при использовании кварцевой капиллярной колонки длиной 25 м и диаметром 0,22 мм с адсорбентом - политриметилсилилпропином. Аналитическая установка собрана на основе газового хроматографа "Цвет-500". Для удаления силана из пробы применяли форколонку с оксидом алюминия, модифицированным 10 % КОН. Криофокусирование примесей проводили в начальном участке капиллярной колонки путём охлаждения его жидким азотом. Детектирование примесей проводили при помощи пламенно-ионизационного детектора. Авторами [67] разработана высокочувствительная методика определения неорганического фтора в силане, заключающаяся в гидролитическом извлечении фтора в виде фторид-иона в водную фазу и анализе экстракта. Степень гидролитического извлечения неорганического фтора составляет около 90%. Определение содержания фторид-ионов в воде проводилось на ионном хроматографе «Цвет-3006» с кондуктометрическим детектором. Разделяющая колонка длиной 100 мм и диаметром 6 мм заполнена анионитом ХИКС-1. Компенсационная колонка длиной 200 мм и диаметром 6 мм заполнена катионитом КРС-4. Температура колонок и детектора составляла 20 С, расход элюента - 2 мл/мин. В качестве элюента использовали раствор бикарбоната и карбоната натрия в бидистиллированной воде. Концентрацию фторид-ионов определяли методом абсолютной градуировки. Предел обнаружения фтора, рассчитанный по ЗБ-критерию контрольного опыта, равен 11 О 5 мае. %. На примере трифтортрихлорэтана показано, что степень гидролитического извлечения фтора из фторорганических соединений не превышает 0,01%, вследствие чего данная методика неприменима для анализа силана на содержание фторорганических соединений.

Определение примесного состава силана атомно-эмиссионным методом проводилось в работах [68-70].

Разработанная в [68] методика определения в силане фосфора, мышьяка и сурьмы предусматривает предварительное концентрирование примесей путём гидролиза их гидридов и позволяет определять указанные примеси эмиссионным спектральным методом на уровне 10"4-10 5мас.%.

В [69] для анализа летучих неорганических гидридов на содержание твёрдых взвешенных частиц проводили концентрирование примесей на угольном коллекторе путём медленного испарения жидкого гидрида. Концентрат примесей анализировали эмиссионным спектральным методом. Пределы обнаружения данной методики для примесей Mg, Mn, Pb, Fe, Sn, Cr, Al, Ті, Cu, Ca, Ni, Ag, Na, Cd, Zn, Sb составляют 1-10-3-10 мас. %. Установлено, что при перегонке со скоростью 10 4 см3/см2 с, коэффициент извлечения примесей составляет 0,94-0,97. По данным электронно-графического анализа, проведённого в этой работе, твёрдые взвешенные частицы состоят из оксидов и хлоридов определяемых элементов.

В работе [70] для снижения пределов обнаружения примесей взвешенных частиц в летучих неорганических гидридах использовали прикатодный эффект плазмы дугового разряда [71], регистрируя излучение на дифракционном спектрометре СТЭ-1. В результате, для ряда примесных элементов (Cr, Ni, Sn, Pb, Mn, Ag, Sb, Co) реализуемые пределы обнаружения в 3-30 раз ниже, чем полученные в работе [69].

Из литературного обзора видно, что разработано достаточно большое количество методик анализа силана на содержание как растворённых примесей, так и примесей в виде взвешенных частиц.

Определение примесного состава силана

Полученный силан был проанализирован на содержание примесей углеводородов С1-С4 (метан, этан, этилен, пропан, н-бутан, изо-бутан). Анализ проводили совместно с лабораторией аналитической химии высокочистых веществ ИХВВ РАН по методике, описанной в работе [65]. Для проведения анализа использовали газовый хроматограф «Цвет 100» с пламенно-ионизационным детектором. Схема установки для проведения газохроматографического анализа SiH4 приведена на рис. 2.7.

Для исключения загрязнения чувствительных элементов детектора продуктами сгорания силана, предварительно проводили удаление силана из пробы путём адсорбции в форколонке 15 длиной 20 см и диаметром 4 мм с оксидом алюминия AI2O3, модифицированным 20 % щелочи (КОН). Ловушка 3 служила для криофокусирования пробы. Ловушка представляла собой U-образную трубку, заполненную хроматоном N-AW-DMCS. Для разделения примесей углеводородов использовали хроматографическую колонку 17 длиной 450 см и внутренним диаметром 3 мм, заполненную оксидом алюминия AI2O3 зернением 0,25-0,5 мм с 10 % щелочи (КОН). Температура термостата колонок при проведении анализа составляла 60 С. Расход газа-носителя - 30 мл/мин.

Ввод пробы силана в хроматограф проводили следующим образом. Из стеклянной ампулы 11 в откачанный объём 13, ограниченный кранами 6 и 14, напускали до 400 мм. рт. ст. силана; давление контролировали по показаниям ртутного манометра 10. Затем закрывали кран 6 и дозирующий объём охлаждали жидким азотом в течение 2-3 мин. Путём переключения кранов 5,6,14 направляли в форколонку примеси постоянных газов и метан. В ловушке 16 осуществляли криофокусирование примеси метана при температуре жидкого азота в течение 1-2 мин. Затем, нагревая ловушку горячей водой до 80-95 С, вводили примесь метана в аналитическую колонку.

После определения метана в течение 3-5 мин производили криофокусирование примесей углеводородов С2-С4 (этан, этилен, пропан, н-бутан, и-бутан) в ловушке 16, охлаждая её жидким азотом и одновременно нагревая до 80-95 С дозирующий объём 13. При этом силан и углеводороды поступали с потоком гелия в форколонку, где силан связывался щелочью. Углеводороды вводили в аналитическую колонку, нагревая ловушку 16 горячей водой (80-90 С). Сигналы детектора регистрировали самописцем КСП-4. Идентификацию примесных компонентов проводили путём сравнения характеристик удерживания определяемых примесей и индивидуальных стандартных веществ. Количественный анализ проводили путём сравнения площадей соответствующих пиков на хроматограммах пробы и стандартных образцов сравнения. Концентрацию примесного компонента Xj в анализируемой пробе рассчитывали по уравнению:

Xi=AAi S PcP -Хср-100% (2.6),

где Aj и Аср - показатель шкалы потенциометра при анализе і-го компонента и образца сравнения соответственно;

Sj и Scp - площади хроматографического пика і-го компонента и образца сравнения соответственно, мм2;

Хср - объёмная доля і-го компонента в образце сравнения;

Pi и Рср-давление в системе напуска анализируемой пробы и пробы образца сравнения соответственно, мм. рт. ст.

Предел обнаружения углеводородов С1-С4 данной методики анализа, определённый по 3s - критерию для газовой пробы объемом 6 мл при давлении 400 мм рт. ст., составляет (3-5) Ю 6 об. %. Погрешность определения содержания примесей в широком диапазоне концентраций составляла 10-15 %.

Результаты газохроматографического определения содержания примесей углеводородов в SiH4, полученном по реакции SiF4 с СаНг в проточном реакторе, приведены в таблице 2.8.

Из таблицы 2.8 видно, что содержание углеводородов в образце синтезированного SiH находится на уровне 10 3мол. %.

Из работы [87] известно, что образование углеводородов возможно при взаимодействии свободного углерода и карбидов металлов с водородом:

С + 2Н2 = Cftt (2.7)

МепСт(тв) + 2тН2 = пМе (тв) + тСН4(г) (2.8)

По данным этой же работы [87, с.111] эффективным методом удаления примеси углерода из основы является отмывка его чистым водородом. С целью проверки эффективности удаления примеси углерода из гидрида кальция этим методом провели следующий опыт. Диспергированный гидрид кальция (менее 0,6 мм) загружали в реактор и продували очищенным водородом в течение 8 часов; температура реактора при продувке составляла 250 С, объёмная скорость водорода — 200-250 мл/мин. Затем проводили синтез силана по приведённой выше методике.

Содержание примесей углеводородов С1-С4 в полученном SiHt приведено в таблице 2.9. В этой же таблице для сравнения приведен примесный состав силана, полученного без применения предварительной продувки СаНг водородом.

Из данных таблицы 2.9 видно, что предварительная отмывка гидрида кальция очищенным водородом позволяет более чем на порядок снизить содержание примеси этилена в синтезируемом силане. Следует отметить, что примесь этилена является наиболее трудноудаляемой примесью в силане (коэффициент разделения а=1,26±0,06[9,с.142]).

Определение содержания кремния-28 в Si28F4 и Si28H4

Одним из основных требований, предъявляемых к методу синтеза изотопнообогащённого Si Н4 является исключение изотопного разбавления на стадиях синтеза и очистки Si28!!». Изменение изотопного состава может происходить при разбавлении кремния-28 кремнием с природным изотопным составом (Si28- 92,27 %, Si29- 4,68 %, Si30- 3,05 %), входящим в состав аппаратуры или находящимся в виде примеси в реагентах. Вследствие этого, изучение возможности изотопного разбавления кремния-28 при контакте тетрафторида и гидрида кремния-28 (Si F4 и Si Н4) с реагентами и материалами аппаратуры, содержащими кремний природного изотопного состава, представляет весьма важную задачу.

Для контроля изотопного состава на стадиях получения и очистки Si28H4 проводили масс-спектрометрический изотопный анализ тетрафторида и гидрида кремния-28. Анализ проводили совместно с лабораторией физико-химических методов исследования ИХВВ РАН по методике, описанной в работе [91].

Для измерения изотопного состава кремния применяли лазерный масс-спектрометр с фотографической регистрацией спектров ЭМАЛ-2. Источником излучения служил лазер ИЛТИ-203 (длина волны излучения 1,06 мкм, энергия в импульсе 20 мДж. Спектры регистрировали на фотопластины Ilford Q2. Количественную обработку спектров выполняли на автоматизированной установке, состоящей из микрофотометра G-2 («Carl-Zeiss-Jena»), сопряженного с персональным компьютером. Аналитическими сигналами служили интегральные характеристики линий масс-спектра.

Подготовку проб тетрафторида и гидрида кремния-28 для анализа проводили по следующим методикам [91]:

1. Газообразный тетрафторид кремния-28 из баллона барботировали через фторопластовый капилляр в водный раствор гидроксида калия.

При этом наблюдали образование геля Si (ОН)4, который затем растворялся:

Si28F4+ 4Н20 - Si28 (ОН)4 + 4HF (3.1)

Si28 (ОН)4 + 2КОН - К2 Si2803 + ЗН20 (3.2)

Выбор каппиляра из фторопласта обусловлен его инертностью по отношению к тетрафториду кремния и раствору щелочи.

2. Гидрид кремния-28 Si Н4 сжигали на воздухе, подавая малый поток из баллона через капилляр из нержавеющей стали. Образующуюся смесь оксидов кремния (Si02 и SiO) светло-бурого цвета помещали в танталовый бюкс и растворяли в растворе гидроксида калия (КОН) при нагревании (200 С):

Si02 + 2КОН - K2Si03 + Н20 (3.3)

Растворение пробы в танталовом бюксе не оказывало влияния на результаты анализа, так как тантал устойчив к действию растворов щелочей.

После пробоподготовки полученный раствор метасиликата калия K2Si03 в обеспыленном боксе переносили на германиевую подложку, высушивали и проводили лазерный масс-спектрометрический анализ полученного концентрата.

Измерения изотопного состава кремния проводили с применением метода внутреннего стандарта. В качестве внутреннего стандарта использовали калий с естественной природной распространенностью изотопов 39К - 93,2581, 40К - 0,0117 и 41К 6,7302. Калий применяли в виде соединения - гидроксида калия КОН для растворения пробы, что исключает применение дополнительных реактивов - возможных источников кремния с природным изотопным составом.

Схема процесса измерения изотопного состава кремния относительно внутреннего стандарта, приведена на рис. 3.1.

На каждой зарегистрированной экспозиции фотометрировали массовые линии только тех изотопов кремния и внутреннего стандарта, интенсивности которых близки и лежат на линейном участке характеристической кривой фотоэмульсии. На рисунке 3.1 они показаны стрелками.

Обработка результатов измерений проводилась следующим образом. Рассчитывали содержание изотопов кремния относительно внутреннего стандарта на всех экспозициях, где возможно их совместное фотометрирование

При изотопном анализе высокообогащенных стабильных изотопов наиболее важным является корректная оценка погрешности измерения содержания основного изотопа. Величина поправки контрольного опыта для Si и Si составляла 0,0002%, для Si 0,006%, что на порядок ниже случайной погрешности измерений, поэтому величиной поправки контрольного опыта пренебрегали.

В таблице 3.2 приведены результаты изотопного анализа двух партий Si F4 и полученного из него Si Н4. Погрешность измерения содержания кремния-28 приведена для доверительной вероятности 0,95.

Приведённые в таблице 3.2 результаты анализа показывают, что на стадии синтеза Si28H4 статистически значимое изотопное разбавление кремния-28 отсутствует: расхождение результатов определения содержания кремния-28 укладываются в рамки приведённого доверительного интервала.

Глубокая очистка Si28H4 методом низкотемпературной ректификации

С целью получения высокочистого гидрида кремния-28 нами был изучен процесс очистки изотопнообогащённого силана методом низкотемпературной ректификации. Опыты по ректификации силана проводили в ректификационной насадочной колонне со средним питающим резервуаром, описанной в работе [9, с. 161]. Выбор ректификационной колонны этого типа обусловлен возможностью одновременного отбора примесно-обогащенных фракций, что позволяет снизить затраты на получение продукта заданной чистоты.

Схема установки, включающей колонну, газовые коммуникации и средства для контроля процесса ректификации, приведена на рис.3.4.

Основными узлами колонны, изготовленной из кварцевого стекла, являются верхняя 2 и нижняя 4 разделительные секции, питающий резервуар (куб) 3, конденсатор 1. Верхняя и нижняя разделительные секции высотой 50 см и 80 см соответственно и сечением 1,13 см2 заполнены спирально-призматической насадкой из нихромовой проволоки с размером элемента 3x3x0,2 мм. По данным работы [93] удельная поверхность аг и свободный объём Усв, такой насадки равны соответственно 2580 м /м и 0,86 м /м . Конденсатор термостатировался при помощи латунного криостата, один конец которого был связан с конденсатором колонны, а другой находился в сосуде Дьюара. Температуру криостата поддерживали путем дозированной подачи жидкого азота в сосуд Дьюара. Давление в колонне контролировали по показаниям мановакуумметра 8. Скорость отбора Si Н4 из верхней и нижней части колонны измеряли калиброванными поплавковыми ротаметрами 6 и 7. Отбор Si Н4 проводили в баллоны 9,10 и ампулы для анализа 11,12. Температуру контролировали хромель-копелевыми термопарами.

Разделительные секции, питающий резервуар и конденсатор колонны были оборудованы пенопластовой теплоизоляцией. Соединительные линии колонны изготовлены из стеклянных и стальных трубок. В качестве запорных устройств применялись стеклянные краны с фторопластовыми штоками.

Опыты по ректификации гидрида кремния-28 проводили при температуре 160-163 К и давлении 760-800 мм.рт.ст. по следующей методике. Колонну откачивали форвакуумным насосом до остаточного давления 10"1 мм. рт. ст., охлаждали криостат жидким азотом до температуры 160-163 К и напускали в колонну газообразный Si Н4 из баллона 13. Напуск силана производили в верхнюю часть колонны; количество загружаемого Si28H4 составляло 30-50 г. Поток силана Si28H4 из куба в нижнюю секцию регулировали винтом 17, соединённым с запирающим штоком 18. Скорость орошения составляла 360 мл/час. Колонна работала в безотборном режиме в течение 3 часов, далее процесс ректификации проводился с дискретным отбором фракций, обогащенных выше- и нижекипящими примесями. Отбор примесей из верхней части колонны проводили в баллон 9, из нижней части - в баллон 10. По окончании процесса ректификации очищенный продукт отбирался из верхней части колонны через фильтр Петрянова 14 в баллон 15.

Газохроматографический анализ очищенного гидрида кремния-28 Si28H4 проводили по методике, приведённой в работе [65] и описанной выше. Содержание примесей углеводородов С1-С4 в образце Si28H4, очищенного методом низкотемпературной ректификации, приведено в таблице 3.5.

Из таблицы 3.5 видно, что в очищенном Si Н4 содержание углеводородов ниже 51 О 6 мол. %.

При изотопном анализе гидрида кремния-28, очищенного методом низкотемпературной ректификации, установлено, что в процессе очистки изменения изотопного состава кремния-28 в пределах погрешности определения (5 10"3 %) не происходит.