铬、锰或钴掺杂硅酸镓镧晶体及其熔体法生长方法转让专利
申请号 : CN201310590352.2
文献号 : CN103603047B
文献日 : 2016-02-17
发明人 : 张琦 , 张永华
申请人 : 安徽火天晶体科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种铬、锰或钴掺杂硅酸镓镧晶体,其特征在于:其分子式可表示为 La3Ga5(1-x)M5xSiO14,其中,M=Cr、Mn、Co,x的取值范围为0
所述的铬、锰或钴掺杂硅酸镓镧晶体的熔体法生长方法,包括以下步骤:
(1)采用La2O3、Ga2O3、M2O3、SiO2作为原料,按下列化学反应式:进行配
料,将其充分混合均匀后,在900-1450℃下煅烧80-200小时发生固相反应后,获得生长晶体所需的多晶原料:(2)将多晶原料压制成形,在1000-1450℃烧结10-70小时,获得晶体生长的初始原料;
或者将多晶原料压制成形后不经额外烧结,直接用作晶体生长的初始原料;
(3)将晶体生长的初始原料放入生长铂坩埚、铱坩埚、钼坩埚或钨坩埚内,通过感应加热或电阻加热并充分熔化,获得晶体生长熔体;然后采用熔体法晶体生长工艺-提拉法、坩埚下降法、温梯法、热交换法、泡生法、顶部籽晶法或助熔剂晶体生长方法进行生长。
2.根据权利要求1所述的铬、锰或钴掺杂硅酸镓镧晶体的熔体法生长方法,其特征在于:所述熔体法生长铁掺杂硅酸镓镧晶体时,包括采用籽晶生长和采用籽晶定向生长;对于采用籽晶定向生长,籽晶为Cr、Mn或Co掺杂硅酸镓镧单 晶或纯硅酸镓镧单晶,籽晶方向<100>、<010>或<001>方向。
3.根据权利要求1所述的铬、锰或钴掺杂硅酸镓镧晶体的熔体法生长方法,其特征在于:所述铁掺杂硅酸镓镧晶体生长中存在Ga挥发,同时存在Cr、Mn、Co 的分凝现象,生长出的晶体组分和配料组分会有差别,但是均在权利要求1所指明的范围之内;设Cr、Mn、Co的有效分凝系数为k,则考虑分凝效应后,配制生长浓度为x的单晶的原料应按下列化学反应式:进行
配制。
4.根据权利要求1所述的铬、锰或钴掺杂硅酸镓镧晶体的熔体法生长方法,其特征在于:所述配料中所用原料La2O3、Ga2O3、Cr2O3、Mn2O3、Co2O3、SiO2,可采用相应的La、Ga、Cr、Mn、Co、Si的其它化合物代替,原料合成方法包括高温固相反应、液相合成、气相合成方法,但需满足能通过化学反应能最终形成化合物La3Ga5(1-x)Cr5xSiO14、La3Ga5(1-x)Mn5xSiO14或La3Ga5(1-x)Co5xSiO14这一条件。