[發(fā)明專利]摻鈦氧化鎵晶體及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710440548.1
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107201543B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈志泰;穆文祥;陶緒堂
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C30B29/16
• 分類號: C30B29/16;C30B28/02;C30B15/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

1.一種超快激光晶體或可調(diào)諧激光晶體的制備方法，該激光晶體為摻鈦氧化鎵晶體，該晶體分子式為β-(Ga_1-xTi_x)₂O₃，0.005≤x≤0.05；所述的摻鈦氧化鎵晶體的發(fā)射光譜在650-950 nm波段，吸收光譜在450-650 nm波段，所述的摻鈦氧化鎵晶體的熒光壽命在100-200 μs；

包括步驟如下：

（1）原料的選取和處理

將氧化鎵和氧化鈦混合后，在100-200℃下真空干燥2-5小時(shí)，將干燥后的原料壓成餅狀，采用固相燒結(jié)法合成摻鈦氧化鎵多晶料；

（2）晶體生長

a.將摻鈦氧化鎵多晶料在保護(hù)氣氛下加熱熔化，完全熔化后繼續(xù)升溫10-30℃，恒溫1-2小時(shí)，降回至完全熔化時(shí)的溫度，恒溫1-2個(gè)小時(shí)；

b.于高于晶體熔點(diǎn)溫度1-5℃下入氧化鎵籽晶，進(jìn)行提拉收頸，當(dāng)籽晶直徑收細(xì)至0.5-2 mm時(shí)，進(jìn)行放肩及等徑生長；生長過程中晶體的提拉速度：1-20 mm/小時(shí)，晶體生長至所需尺寸時(shí)，升溫5-10℃，恒溫5-10分鐘后，將晶體提脫；

c.晶體生長結(jié)束后，以10-50℃/小時(shí)的速率降溫到室溫；

d：將晶體在惰性氣氛或/和氫氣氣氛下高溫退火，具體退火程序如下：將生長獲得的摻鈦氧化鎵晶體升溫到900-1350℃并恒溫30-100小時(shí)，然后緩慢降到室溫；即得摻鈦氧化鎵晶體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快激光晶體或可調(diào)諧激光晶體的制備方法，其特征在于，退火后的摻鈦氧化鎵晶體的熱導(dǎo)率為13-28W/mK。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的氧化鎵為Ga₂O₃，所述的氧化鈦為Ti₂O₃或TiO₂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的固相燒結(jié)法合成摻鈦氧化鎵多晶料的步驟如下：

將餅狀原料于1350-1400℃下燒結(jié)30-50小時(shí)，獲得鈦摻氧化鎵多晶料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）a中將摻鈦氧化鎵多晶料裝入銥金坩堝中，并放置于銥金模具中，為防止氧化鎵高溫下劇烈揮發(fā)，在坩堝上方加蓋銥金上蓋密封，銥金上蓋與坩堝上沿密封。