[其他]鎢酸鋅單晶體的熱處理去色工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000004093
• 申請(qǐng)日: 1985-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN85104093B
• 公開（公告）日: 1988-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周亞棟;劉國(guó)慶;汪良茵;臧勁存
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 代理公司: 北京工業(yè)大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 樓艮基

這是一種用于制備外觀完全去色的鎢酸鋅單晶的熱處理工藝。其特征在于，在大氣氣氛中進(jìn)行熱處理的同時(shí)，須在晶片的Ｃ方向（［００１］方向）施加電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)由２００～３００伏直流電壓產(chǎn)生，此時(shí)爐子的加熱溫度在１１００～１２００℃之間，保溫時(shí)間視晶體厚度而定，這樣，就能獲得外觀完全去色的鎢酸鋅單晶，經(jīng)測(cè)定，其性能指標(biāo)均優(yōu)于用一般熱處理方法獲得的同類單晶體。

鎢酸鋅單晶體的熱處理去色工藝屬于鎢酸鹽系列晶體制造領(lǐng)域。該晶體是一種性能良好的閃爍晶體，但即使采用純度為99.99%。的高純材料利用恰克洛斯基方法在大氣氣氛中生長(zhǎng)的鎢酸鹽單晶一般仍呈紅玫瑰色，會(huì)產(chǎn)生自吸收現(xiàn)象，從而降低了它的發(fā)光效率。因而還需要在大氣氣氛下進(jìn)行一次熱處理去色工藝才能發(fā)揮其良好性能。經(jīng)熱處理后，晶體會(huì)由紅玫瑰色變成黃色，發(fā)光強(qiáng)度可提高5～7%但不能完全去色。關(guān)于紅玫瑰色產(chǎn)生的原因，國(guó)際上有的認(rèn)為是單晶中存在著雜質(zhì)Fe，有的認(rèn)為是膠體，有的認(rèn)為是氧空位。我們經(jīng)過(guò)詳細(xì)研究?jī)A向于后者，認(rèn)為它與單晶中存在著由氧空位形成的色心有關(guān)。本發(fā)明就是基于這一個(gè)機(jī)理而提出的。

如GB2089777A專利所述，一般的熱處理工藝是：在大氣中，把用恰克洛斯基方法拉制出的晶體按一定尺寸要求用內(nèi)圓切割機(jī)切成晶片，放入箱式高溫爐中，用白金片填在晶體底部以防止晶體和爐的襯底在高溫下發(fā)生反應(yīng)。高溫爐不必完全密封以便使空氣中的氧氣及時(shí)得到補(bǔ)充。接著，再緩慢升溫至鎢酸鋅的熔點(diǎn)1230℃附近，一般用1100℃左右，根據(jù)晶片厚度再保溫一定時(shí)間，以便使氧離子擴(kuò)散入晶體，填充氧空位，去掉色心。然后，再緩慢地降溫到室溫。本發(fā)明的特征在于，把爐溫加熱到1100～1200℃之間，在晶片的C方向（〔001〕方向〕施加由200～300伏直流電壓形成的電場(chǎng)。在熱處理時(shí)，最佳的爐溫范圍為1150～1190℃。其保溫時(shí)間隨晶片厚度而定，加電場(chǎng)的目的在于加速氧離子在晶體內(nèi)的擴(kuò)散，這樣，不需對(duì)晶體摻入任何雜質(zhì)，就可獲得外觀完全去色的鎢酸鋅單晶。

實(shí)施例：

將一塊15×11×9（mm^３）的晶體加熱到1180℃并保溫50小時(shí)，同時(shí)施加250伏直流電壓，得到的晶體是完全無(wú)色的，經(jīng)測(cè)定，其性能指標(biāo)如下：

光幅射長(zhǎng)度：1.1cm

發(fā)射譜峰值：480μm

光衰減時(shí)間：4ms

8ms

12ms

24ms

光產(chǎn)額：890p/McV

能量分辨率：12.6～15%

相對(duì)發(fā)光效率：～30%

無(wú)潮解現(xiàn)象。