異型加熱片區熔生長晶體的方法
2023-09-27 06:05:05 3
>實例生長的晶體加熱片電極氣氛熱環境熔劑層提拉方向晶體類型晶體尺寸材質厚度縮頸孔11∶1LiNbO3鉑2mmV形5個彈性空氣後熱器有下拉揮發，固溶，16×602LiF石墨10mm開槽1個滑動Ar後冷/熱器無下拉滷化物50×1503β-BBO鉑銠合金0.1mmV形5個彈性空氣後熱器無下拉亞穩體系28×604Al2O3鉬1mmV形13個彈性真空整體加熱無上拉難熔30×15051％Nd3+YAG鎢1mmV形13個彈性真空整體加熱無上拉摻雜20×1206TiO2銥1mmV形5個彈性真空後熱器無下拉變價30×60最後需要指出的是以上只是用六個具體的例子來說明本發明，它們並不是對本發明的限制。對本發明可以進行以上未盡的各種改進，而這些改進都不會偏離本發明的精神和範圍。權利要求1．一種採用異型加熱片區熔生長晶體的方法，包括由水平地夾持在水冷電極[13]上的加熱片[14]通電產生高溫，熔化同軸、垂直地分列在加熱片[14]上下兩側的料棒[15]和籽晶[16]的端部，形成熔區[17]，料棒[15]和籽晶[16]一起向籽晶[16]一側運動，從而使料棒[15]逐漸熔化，並使籽晶[16]長成晶體，其特徵在於加熱片[14]是異型的，料棒[15]和籽晶[16]的旋轉/拉送是分別控制的。2．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述加熱片[14]材質選自鉑、銥、銠、鎢、鉬、鈮、鉭及其合金或石墨等熔點高、與原料熔體[17]不起化學反應的材料。3．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述加熱片[14]是中心對稱的長條狀薄片；其發熱區[22]的厚度在0.1-10mm之間；4．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述加熱片[14]的中心區域有一個或多個小孔[25]，以供熔化的原料通過。5．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於設計加熱片[14]的形狀使其在工作時保證發熱區[22]外圍的溫度不低於其中心溫度。6．根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述加熱片[14]的中間發熱區[22]截面積小於兩端夾持區[21]。7．根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述加熱片[14]的左右兩端夾持區[21]與中間的發熱區[22]之間各有一個截面積明顯小於發熱區[22]的縮頸[23]。8．根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述加熱片[14]的發熱區[22]前後邊緣加厚[24]。9．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述水冷電極[13]至少一端具有彈性。10．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述水冷電極[13]至少一端與所述加熱片[14]的夾持區[21]之間保持滑動接觸。11．根據權利要求1所述的方法，進一步包括晶體生長的氣氛既可以是大氣，也可以是真空或某種氣體。12．根據權利要求1所述的方法，進一步包括晶體生長的環境有附加熱源或冷源。13．根據權利要求12所述的方法，其特徵在於所述附加熱源可以是同軸罩在籽晶[16]或/和料棒[15]外圍的後熱器，還可以對晶體生長的空間整體預熱。14．根據權利要求12所述的方法，其特徵在於所述附加冷源可以是同軸罩在籽晶[16]外圍的水冷環。15．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於晶體生長開始之前，在所述加熱片[14]的中心預加助熔劑或含有待生長晶體成份之一的添加物。16．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於晶體生長時，所述料棒[15]既可以位於加熱片[14]的上方(籽晶[16]在下面)，也可以位於其下方(籽晶[16]在上面)。17．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述料棒[15]長成的晶體是氧化物或滷化物晶體。18．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述料棒[15]長成的晶體可以是含有揮發、變價組份的晶體、摻雜晶體、固溶體系、亞穩體系和熔點在1600℃～2200℃之間的難熔體系等晶體。19．根據權利要求18所述的方法，其特徵在於所述晶體可以是鈮酸鉀鋰和化學計量比的鈮酸鋰等固溶體系的晶體。20．根據權利要求18所述的方法，其特徵在於所述晶體可以是從純熔體中亞穩生長的β-BaB2O4晶體。21．根據權利要求18所述的方法，其特徵在於所述晶體可以是TiO2、SrTiO3、LaAlO3、Al2O3、YVO4等等高熔點的純材料或其摻雜晶體。22．根據權利要求18所述的方法，其特徵在於所述晶體可以是LiF、BaF2、CsI、LiCaAlF6、SrAlF5等滷化物純材料或其摻雜晶體。全文摘要本發明公開了一種用異型加熱片區熔生長晶體的方法。由夾持在水冷電極上的異型加熱片通電產生高溫,熔化料棒和籽晶的端部,形成熔區;分別控制其旋轉/拉送的料棒和籽晶一起向籽晶一側運動,從而熔化料棒,長成晶體。本方法繼承了區熔法容易控制晶體成份均勻性的特點,又克服了傳統區熔法難以生長氧化物等晶體和大尺寸晶體的缺點,特別適用於生長摻雜晶體、固溶體系、亞穩體系或難熔體系等晶體。文檔編號C30B13/00GK1300884SQ9912379公開日2001年6月27日申請日期1999年11月24日優先權日1999年11月24日發明者倪代秦,吳星,宋有庭申請人:中國科學院物理研究所