三碲化二铟(In₂Te₃)的熔炼过程需要严格控制化学计量比与环境气氛。在惰性气体保护(如氩气纯度≥99.999%)条件下,将高纯铟(5N)和碲(6N)按照2:3摩尔比置于石英安瓿中,采用梯度升温法先缓慢加热至300℃使原料初步反应,再以5℃/min速率升至900℃完成熔融反应。需要注意的是要预留5%过量碲以补偿高温挥发损失,特别是当熔炼温度超过材料熔点(667℃)时,石英管内部压力需保持在10⁻³Pa以下防止组分偏离。
实际操作中常采用摇摆炉促进熔体均匀混合,熔炼时间通常维持8-12小时。冷却阶段尤为关键,应采用分段退火工艺:先以2℃/min缓冷至500℃消除热应力,再炉冷至室温获得单相多晶锭。若需要制备单晶材料,可采用垂直布里奇曼法(Bridgman法)或气相输运技术,此时温度梯度需精确控制在3-5℃/cm范围,生长速率保持在0.5-1.2mm/h为佳。
材料表征阶段要重点检测X射线衍射图谱(PDF#33-0608标准卡片对照)和EDS能谱,确保不存在InTe或In₂Te₅等杂相。对于电学性能要求严格的应用场景(如红外探测器),还需通过霍尔效应测试确认载流子浓度在10¹⁶-10¹⁷cm⁻³范围内。熔炼后的锭料建议储存在干燥箱(露点<-40℃)中,避免表面氧化形成TeO₂影响后续加工性能。