專(zhuān)利名稱(chēng)：導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生長(zhǎng)晶體的方法，特別是一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的
方法。
背景技術(shù)：
鋱鋁石榴石(Tb3Al5012， TAG)晶體是一種透明的順磁性磁光材料，在可見(jiàn)及近紅 外光波段有很大的費(fèi)爾德常數(shù)，同時(shí)在此波段吸收少，是光纖激光器中法拉第隔離器和激 光磁光器件的理想材料。然而，鋱鋁石榴石晶體是非同成分熔融化合物，難以采用提拉法 (Czochralski)進(jìn)行生長(zhǎng)獲得大尺寸體單晶，而采用高溫溶液法理論上可以獲得體單晶，但 晶體生長(zhǎng)速率慢、周期長(zhǎng)、成本高。目前有報(bào)道日本學(xué)者采用激光浮區(qū)(FZ)法生長(zhǎng)出直徑 約3mm鋱鋁石榴石單晶，在大多數(shù)情況下，這種尺寸能滿(mǎn)足一些小型磁光器件的要求，而一 些大型器件就很難滿(mǎn)足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)模提拉(edge-definedfilm-fedgrowth)法生長(zhǎng)鋱 鋁石榴石晶體的方法，解決高溫溶液法制備鋱鋁石榴石大尺寸體單晶存在的晶體生長(zhǎng)速率 慢、周期長(zhǎng)、成本高的問(wèn)題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，將內(nèi)部帶有縱向縫隙的導(dǎo)模模具放入坩 堝中，再向坩堝中加入多晶原料，加熱坩堝使多晶原料熔化，并使多晶原料的熔融體沒(méi)過(guò)導(dǎo) 模模具下部的縫隙，以使多晶原料的熔融體在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向 縫隙上升到導(dǎo)模模具的上表面，然后導(dǎo)模模具的上表面下籽晶并提拉成與導(dǎo)模模具形狀一 致的單晶。 —種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，將內(nèi)部帶有縱向縫隙且上表面設(shè)有 帶孔金屬片的導(dǎo)模模具放入坩堝中，再向坩堝中加入多晶原料，加熱坩堝使多晶原料熔化， 并使多晶原料的熔融體沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具下部的縫隙，以使多晶原料的熔融體在毛細(xì)管效應(yīng)的 作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙上升到帶孔金屬片的上表面，然后在帶孔金屬片的上表 面下籽晶并提拉成與導(dǎo)模模具形狀一致的單晶。 本發(fā)明的導(dǎo)模提拉法除了具有晶體生長(zhǎng)速度快、尺寸大，光學(xué)質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)外，還 具有如下幾種獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)1)能夠控制生長(zhǎng)出各種方向和形狀的晶體，簡(jiǎn)化晶體的后加工 工序、降低晶體的成本；2)晶體生長(zhǎng)界面為平界面生長(zhǎng)，在水平方向上可以獲得成分分布均 勻的體單晶；3)晶體生長(zhǎng)作用發(fā)生在溫度恒定的導(dǎo)模模具頂端，溫度梯度變化較小，所生長(zhǎng) 晶體的光學(xué)均勻性好。4)晶體生長(zhǎng)發(fā)生在極薄的界面內(nèi)，可以獲得大的軸向溫度梯度，從而 獲得較快的晶體生長(zhǎng)速率。


圖1導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體(導(dǎo)模模具上不設(shè)有帶孔金屬片)示意圖。
圖2導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體(導(dǎo)模模具上設(shè)有帶孔金屬片)示意圖。
圖3導(dǎo)模模具上表面放置的圓形帶孔金屬片示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1籽晶；2單晶；3導(dǎo)模模具；4坩堝；5多晶原料的熔融體；6圓形帶孔金屬片；7縫隙。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可以具體實(shí)施如下
將內(nèi)部帶有縱向縫隙7的導(dǎo)模模具3放入坩堝4中，再向坩堝4中加入多晶原料，加熱 坩堝4使多晶原料熔化，并使多晶原料的熔融體5沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具下部的縫隙7，以使多晶原 料的熔融體5在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙7上升到導(dǎo)模模具3的上 表面，然后在導(dǎo)模模具3的上表面下籽晶1并提拉成與導(dǎo)模模具形狀一致的單晶2。
所述多晶原料由由Tb3Al5012、Tb203、Tb407、TbA103、Tb4Al209中的一種或幾種化合物 與A1203組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的物質(zhì)的量之和的 比Tb/(Tb+Al)為24. 5。/q-37. 5%。
本發(fā)明還可以具體實(shí)施如下
將內(nèi)部帶有縱向縫隙7的導(dǎo)模模具3放入坩堝4中，再向坩堝4中加入多晶原料，而且 還在導(dǎo)模模具3的上表面加入多晶原料，然后加熱坩堝4使多晶原料熔化，并使多晶原料的 熔融體5沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具3下部的縫隙7，同時(shí)使導(dǎo)模模具3上表面的多晶原料的熔融體5覆 蓋導(dǎo)模模具3的上表面，從而使多晶原料的熔融體5在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具3 內(nèi)的縱向縫隙7上升到導(dǎo)模模具3的上表面，然后在導(dǎo)模模具3上下籽晶1并提拉成與導(dǎo) 模模具3形狀一致的單晶2。
所述多晶原料由由Tb3Al5012、 Tb203、 Tb407、 TbA103、 Tb4Al209中的一種或幾種化合物與 A1203組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的物質(zhì)的量之和的比 Tb/(Tb+Al)為24. 5%_37. 5%。所述導(dǎo)模模具的上表面加入的多晶原料由Tb3Al5012、 Tb203、 Tb407、 TbA103、 Tb4Al209 中的一種或幾種化合物與A1203組成，該多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元 素的物質(zhì)的量之和的比Tb/(Tb+Al)小于35%，且該多晶原料的加入量應(yīng)使該多晶原料的熔 融體能夠覆蓋導(dǎo)模模具3的上表面。
另外，本發(fā)明還可以具體實(shí)施如下
將內(nèi)部帶有縱向縫隙7的導(dǎo)模模具3放入坩堝4中，并在導(dǎo)模模具3上表面放置圓形 帶孔金屬片6，再向坩堝4中加入多晶原料，加熱坩堝使多晶原料熔化成熔融體5，并使導(dǎo)模 模具3下部的縫隙7沒(méi)入多晶原料的熔融體5中，以使多晶原料的熔融體5在毛細(xì)管效應(yīng) 的作用下沿著導(dǎo)模模具3內(nèi)的縱向縫隙7上升到圓形帶孔金屬片6的上表面，然后在圓形 帶孔金屬片6的上表面下籽晶1并提拉成與圓形帶孔金屬片6形狀一致的單晶2。
所述多晶原料由由Tb3Al5012、Tb203、Tb407、TbA103、Tb4Al209中的一種或幾種化合物 與A1203組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的物質(zhì)的量之和的比Tb/(Tb+Al)為24. 5%_37. 5%。
本發(fā)明還可以具體實(shí)施如下
將內(nèi)部帶有縱向縫隙7的導(dǎo)模模具3放入坩堝4中，并在導(dǎo)模模具3上表面放置圓形 帶孔金屬片6，再向坩堝4中加入多晶原料，而且還在圓形帶孔金屬片6上加入多晶原料，然 后加熱坩堝4使多晶原料熔化，并使多晶原料的熔融體5沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具下部的縫隙，使導(dǎo)模 模具上表面的多晶原料的熔融體覆蓋圓形帶孔金屬片6的上表面，從而使多晶原料的熔融 體在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙上升到圓形帶孔金屬片6的上表面， 然后在圓形帶孔金屬片6上下籽晶并提拉成與圓形帶孔金屬片6形狀一致的單晶2。
所述多晶原料由由Tb3Al5012、Tb203、Tb407、TbA103、Tb4Al209中的一種或幾種化合物 與A1203組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的物質(zhì)的量之和的 比Tb/(Tb+Al)為24. 5%_37. 5%。 所述設(shè)于導(dǎo)模模具上表面的帶孔金屬片表面上加入的多晶原料由Tb3Al5012、 Tb203、Tb407、TbA103、Tb4Al209中的一種或幾種化合物與A1203組成，該多晶原料中Tb元素的 物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的物質(zhì)的量之和的比Tb/(Tb+Al)小于35%，且該多晶原料的 加入量應(yīng)使該多晶原料的熔融體能夠覆蓋圓形帶孔金屬片的上表面。 在以上本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述導(dǎo)模模具上表面設(shè)置的帶孔金屬片是帶有直徑 小于或等于2. 0mm孔的金屬片，該金屬片材料為高熔點(diǎn)金屬，其熔點(diǎn)在169(TC以上；所述導(dǎo) 模模具內(nèi)部縱向縫隙橫截面面積的總和小等于導(dǎo)模模具上表面面積的80%，所述狹縫通過(guò) 線(xiàn)切割或激光打孔等加工方法制備；所述的晶體生長(zhǎng)氣氛為惰性氣體，所述惰性氣體是氮 氣或氬氣；晶體的提拉沿〈111〉結(jié)晶學(xué)方向或與〈111〉成5-90度的角度方向，晶體的提拉 生長(zhǎng)速度為0. 01-5. Omm/h。 需要指出的是，帶孔金屬片不僅可以是圓形的，還可以是其他形狀，從而可以根據(jù) 需要制備所需形狀的單晶。另外，在導(dǎo)模模具3上表面放置帶孔金屬片6還可以改善晶體 生長(zhǎng)時(shí)的晶體一熔體間的界面狀況，從而提高晶體生長(zhǎng)質(zhì)量。 因此，通過(guò)本發(fā)明方法不僅可以制備鋱鋁石榴石大尺寸的體單晶，還可以制備帶 狀、圓柱狀、圓條狀等其他特定形狀的鋱鋁石榴石單晶。 為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，下面列舉以不同Tb/(A1+Tb)摩爾百分?jǐn)?shù)為原料制備鋱
鋁石榴石晶體的實(shí)施例。 實(shí)施例子1
(l)多晶原料的合成
按Tb/(A1+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為24. 5%的比例準(zhǔn)確稱(chēng)量純度為99. 99%的Tb407和A1203 藥品，將所稱(chēng)取的藥品放入剛玉研缽中研磨均勻，然后在壓片機(jī)上壓制成片，接著進(jìn)行高溫 燒結(jié)，燒結(jié)溫度為120(TC，燒結(jié)時(shí)間為IO小時(shí)，制備成多晶原料。 (2)單晶生長(zhǎng)采用導(dǎo)模提拉法，以銥金坩堝為晶體的生長(zhǎng)容器，將導(dǎo)模模具裝好 放入坩堝中心，在導(dǎo)模模具上表面放置帶孔的圓形銥片，再向坩堝中加入制備好的多晶原 料，在氮?dú)鈿夥障录訜巅釄迨苟嗑г先刍扇廴隗w，并使多晶原料的熔融體5沒(méi)過(guò)導(dǎo)模 模具下部的縫隙，以使多晶原料的熔融體在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向 縫隙上升到圓形銥片的上表面，然后在圓形銥片上下籽晶進(jìn)行單晶提拉生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率為 0. 3mm/h，通過(guò)觀察晶體生長(zhǎng)時(shí)晶體與圓形銥片間薄液層及生長(zhǎng)趨勢(shì)的變化情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)歐陸表電勢(shì)的升降及其變化速率(當(dāng)薄液層變薄或晶體有放大趨勢(shì)時(shí)，需升高電勢(shì)；反之， 則需降低電勢(shì)。電勢(shì)的升降范圍為100-1500mV，變化速率范圍為0-200mV/h)，控制晶體生 長(zhǎng)形態(tài)。 (3)晶體退火當(dāng)晶體生長(zhǎng)結(jié)束后，將晶體提升并脫離熔融體，調(diào)整晶體高度，使其 高出導(dǎo)模模具lmm，然后設(shè)定降溫程序，緩慢退火至室溫，降溫速率為8-120°C /h，退火時(shí)間 為20-30小時(shí)，得到鋱鋁石榴石晶體。
本實(shí)施例制備的鋱鋁石榴石晶體的測(cè)試結(jié)果
采用20mW的He — Ne激光器或532nm綠光激光器檢測(cè)晶體內(nèi)部質(zhì)量，結(jié)果顯示所生 長(zhǎng)的晶體內(nèi)部無(wú)散射顆粒和其它宏觀缺陷。采用消光法，用532nm、632. 8nm和1064nm激光 器作為光源，測(cè)試晶體在不同波長(zhǎng)處的法拉第旋轉(zhuǎn)角，并由此計(jì)算得晶體在532nm、632. 8nm 和1064nm處的費(fèi)爾德常數(shù)分別為-251. 9、_175. 6和-52. 4rad/m *T ;用Lambda900UV/VIS/ IR光譜儀測(cè)定晶體的透過(guò)光譜，結(jié)果表明晶體在無(wú)鍍膜的情況下，在400 — 1500nm (不含 475 — 500nm)的范圍內(nèi)的透過(guò)率大于80%。
實(shí)施例子2
(1)多晶原料的合成按Tb/(Al+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為32%的比例準(zhǔn)確稱(chēng)量純度為 99. 99%的Tb407和A1203藥品，將所稱(chēng)取的藥品放入剛玉研缽中研磨均勻，然后在壓片機(jī)上 壓制成片，接著進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度為130(TC，燒結(jié)時(shí)間為10小時(shí)，制備成多晶原料。
(2)單晶生長(zhǎng)采用導(dǎo)模提拉法，以銥金坩堝為晶體的生長(zhǎng)容器，將縫模組裝好放 入坩堝中心，在導(dǎo)模模具上表面設(shè)置帶孔的圓形銥片，再向坩堝中加入制備好的多晶原料， 在氮?dú)鈿夥障录訜巅釄迨苟嗑г先刍扇廴隗w，并使多晶原料的熔融體5沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具 下部的縫隙，以使多晶原料的熔融體在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙上 升到圓形銥片的上表面，然后在圓形銥片上下籽晶進(jìn)行單晶提拉生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率為O. 5mm/ h，通過(guò)觀察晶體生長(zhǎng)時(shí)晶體與圓形銥片間薄液層及生長(zhǎng)趨勢(shì)的變化情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)歐陸表 電勢(shì)的升降及其變化速率(當(dāng)薄液層變薄或晶體有放大趨勢(shì)時(shí)，需升高電勢(shì)；反之，則需降 低電勢(shì)。電勢(shì)的升降范圍為100-1500mV，變化速率范圍為0-200mV/h)，以控制晶體生長(zhǎng)形 態(tài)。 (3)晶體退火當(dāng)晶體生長(zhǎng)結(jié)束后，將晶體提升并脫離熔融體，調(diào)整晶體高度，使其 高出導(dǎo)模模具lmm，然后設(shè)定降溫程序，緩慢退火至室溫，降溫速率為8-120°C /h，退火時(shí)間 為20-30小時(shí)，得到鋱鋁石榴石晶體。
本實(shí)施例制備的鋱鋁石榴石晶體的測(cè)試結(jié)果
采用20mW的He — Ne激光器或532nm綠光激光器檢測(cè)晶體內(nèi)部質(zhì)量，結(jié)果顯示所生 長(zhǎng)的晶體內(nèi)部無(wú)散射顆粒和其它宏觀缺陷。采用消光法，用532nm、632. 8nm和1064nm激光 器作為光源，測(cè)試晶體在不同波長(zhǎng)處的法拉第旋轉(zhuǎn)角，并由此計(jì)算得晶體在532nm、632. 8nm 和1064nm處的費(fèi)爾德常數(shù)分別為-251. 9、_175. 6和-52. 4rad/m *T ;用Lambda900UV/VIS/ IR光譜儀測(cè)定晶體的透過(guò)光譜，結(jié)果表明晶體在無(wú)鍍膜的情況下，在400 — 1500nm (不含 475 — 500nm)的范圍內(nèi)的透過(guò)率大于80%。
實(shí)施例子3
(1)多晶原料的合成按Tb/(A1+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為37. 5%的比例準(zhǔn)確稱(chēng)量純度為 99. 99%的Tb407和A1203藥品，將所稱(chēng)取的藥品放入剛玉研缽中研磨均勻，然后在壓片機(jī)上壓制成片，接著進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)工藝如下80(TC下恒溫?zé)Y(jié)時(shí)間10小時(shí)，然后升溫到 120(TC，恒溫?zé)Y(jié)15小時(shí)；再次放入剛玉研缽中研磨均勻、壓片，接著進(jìn)行二次燒結(jié)，燒結(jié) 溫度130(TC，燒結(jié)時(shí)間15小時(shí)，制備成鋱鋁石榴石晶體多晶原料。 另外，按實(shí)施例1中的多晶原料合成方法制備Tb/(A1+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為24. 5% 的多晶原料。 (2)單晶生長(zhǎng)采用導(dǎo)模提拉法，以銥金坩堝為晶體的生長(zhǎng)容器，將縫模組裝好放 入坩堝中心，在導(dǎo)模模具上表面放置帶孔的圓形銥片，再將已經(jīng)制備好的鋱鋁石榴石晶體 的多晶原料(Tb/(Al+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為37. 5%)加入坩堝，而在圓形銥片上放置多晶原料 (Tb/(A1+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為24. 5%)，在氮?dú)鈿夥障录訜巅釄迨苟嗑г先刍扇廴隗w， 并使鋱鋁石榴石晶體的多晶原料的熔融體沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具下部的縫隙，并使多晶原料融熔體 (Tb/(A1+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為24. 5%)覆蓋圓形銥片的表面，以使多晶原料的熔融體(Tb/ (Al+Tb)的摩爾百分?jǐn)?shù)為37. 5%)在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙上升 到圓形銥片的上表面，然后在圓形銥片上下籽晶進(jìn)行單晶提拉生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率為0. 8mm/h， 通過(guò)觀察晶體生長(zhǎng)時(shí)晶體與圓形銥片間薄液層及生長(zhǎng)趨勢(shì)的變化情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)歐陸表電 勢(shì)的升降及其變化速率(當(dāng)薄液層變薄或晶體有放大趨勢(shì)時(shí)，需升高電勢(shì)；反之，則需降低 電勢(shì)。電勢(shì)的升降范圍為100-1500mV，變化速率范圍為0-200mV/h)，控制晶體生長(zhǎng)形態(tài)。
(3)晶體退火當(dāng)晶體生長(zhǎng)結(jié)束后，將晶體提升并脫離熔融體，調(diào)整晶體高度，使其 高出導(dǎo)模模具1. 5mm，然后設(shè)定降溫程序，緩慢退火至室溫(退火時(shí)間為25小時(shí))，降溫速率 為8-120°C /h，得到鋱鋁石榴石晶體。 本實(shí)施例制備的鋱鋁石榴石晶體的測(cè)試結(jié)果如下
采用20mW的He — Ne激光器或532nm綠光激光器檢測(cè)晶體內(nèi)部質(zhì)量，結(jié)果顯示所生 長(zhǎng)的晶體內(nèi)部無(wú)散射顆粒和其它宏觀缺陷。采用消光法，用532nm、632. 8nm和1064nm激光 器作為光源，測(cè)試晶體在不同波長(zhǎng)處的法拉第旋轉(zhuǎn)角，并由此計(jì)算得晶體在532nm、632. 8nm 和1064nm處的費(fèi)爾德常數(shù)分別為-251. 9、_175. 6和-52. 4rad/m *T ;用Lambda900UV/VIS/ IR光譜儀測(cè)定晶體的透過(guò)光譜，結(jié)果表明晶體在無(wú)鍍膜的情況下，在400 — 1500nm (不含 475 — 500nm)的范圍內(nèi)的透過(guò)率大于80%。采用本發(fā)明制備的鋱鋁石榴石晶體可以用來(lái)制備532nm、632. 8nm、1064nm等波長(zhǎng)
的光隔離器件或者磁光傳感器等。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與
修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于將內(nèi)部帶有縱向縫隙的導(dǎo)模模具放入坩堝中，再向坩堝中加入多晶原料，加熱坩堝使多晶原料熔化，并使多晶原料的熔融體沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具下部的縫隙，以使多晶原料的熔融體在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙上升到導(dǎo)模模具的上表面，然后導(dǎo)模模具的上表面下籽晶并提拉成與導(dǎo)模模具形狀一致的單晶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于所述多晶原料由Tb3Al5012、 Tb203、 Tb407、 TbA103、 Tb4Al209中的一種或幾種化合物與A1203 組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的物質(zhì)的量之和的比Tb/ (Tb+Al)為24. 5%-37. 5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于 加熱坩堝前，在所述導(dǎo)模模具的上表面加入多晶原料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于 在所述導(dǎo)模模具的上表面加入的多晶原料由化^15012、化203、化407、11^103、化^1209中的一 種或幾種化合物與A1203組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的 物質(zhì)的量之和的比Tb/(Tb+Al)小于35%。
5. —種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于將內(nèi)部帶有縱向縫隙且 上表面設(shè)有帶孔金屬片的導(dǎo)模模具放入坩堝中，再向坩堝中加入多晶原料，加熱坩堝使多 晶原料熔化，并使多晶原料的熔融體沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具下部的縫隙，以使多晶原料的熔融體在 毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙上升到帶孔金屬片的上表面，然后在帶孔 金屬片的上表面下籽晶并提拉成與導(dǎo)模模具形狀一致的單晶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于 所述多晶原料由Tb3Al5012、 Tb203、 Tb407、 TbA103、 Tb4Al209中的一種或幾種化合物與A1203 組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素的物質(zhì)的量之和的比Tb/ (Tb+Al)為24. 5%-37. 5%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于 加熱坩堝前，在所述帶孔金屬片的上表面加入多晶原料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征在于 在所述帶孔金屬片的上表面加入的多晶原料由Tb3Al5012、Tb203、Tb407、TbA103、Tb4Al209中的 一種或幾種化合物與A1203組成，所述多晶原料中Tb元素的物質(zhì)的量與Al元素和Tb元素 的物質(zhì)的量之和的比Tb/(Tb+Al)小于35%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5、7和8所述的一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，其特征 在于所述帶孔金屬片是帶有直徑小于或等于2. Omm孔的金屬片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)模提拉法生長(zhǎng)鋱鋁石榴石晶體的方法，該方法將內(nèi)部帶有縱向縫隙的導(dǎo)模模具放入坩堝中，再向坩堝中加入多晶原料，加熱坩堝使多晶原料熔化，并使多晶原料的熔融體沒(méi)過(guò)導(dǎo)模模具下部的縫隙，以使多晶原料的熔融體在毛細(xì)管效應(yīng)的作用下沿著導(dǎo)模模具內(nèi)的縱向縫隙上升到導(dǎo)模模具的上表面，然后下籽晶并提拉成與導(dǎo)模模具形狀一致的單晶。本發(fā)明能夠制備大尺寸鋱鋁石榴石單晶晶體，同時(shí)能夠簡(jiǎn)化晶體的后加工工序，降低制備晶體的成本，且晶體生長(zhǎng)速率快，制備的晶體光學(xué)均勻性好，解決了提拉法難以制備大尺寸體單晶的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C30B29/28GK101792926SQ20101015425
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月24日
發(fā)明者宋財(cái)根, 莊乃鋒, 汪榮峰, 胡曉琳, 趙斌, 郭飛云, 陳建中 申請(qǐng)人:福州大學(xué)