[發明專利]一種鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體及其提拉法生長方法

在審

• 申請號: 201811192337.1
• 申請日: 2018-10-13
• 公開（公告）號: CN109183155A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 羅毅
• 申請（專利權）人: 安徽科瑞思創晶體材料有限責任公司
• 主分類號: C30B29/34
• 分類號: C30B29/34;C30B15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于磁光壓電晶體生長技術領域，具體涉及一種鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體及其提拉法生長方法，一種鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體，其分子式可表示為Tb_3xLa_3（1?x）Ga₅SiO₁₄，其中，x的取值范圍為：0<x<1。參雜的硅酸鎵鑭晶體的提拉法生長方法，包括以下步驟：原料混合→煅燒形成多晶原料→銥坩堝內加熱→單晶提拉爐內進行拉法生長工藝提拉→切割、拋光即可獲得所需尺寸的鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體。本發明采用價格相對便宜的氧化鋱參雜到硅酸鎵鑭晶體內，并采用提拉法生長方法，制造出滿足工業需要的且同時具有壓電性能和磁光性能的Tb_3xLa_3（1?x）Ga₅SiO₁₄晶體結構，本發明產品不僅能應用于光學隔離器、激光調制器、磁光開關、光纖電流傳感器以及其它光電磁轉換功能的磁光器件領域也可用于通訊、光網絡以及信息處理等系統領域，應用范圍廣泛，且可以工業化生產。

技術領域

本發明屬于磁光壓電晶體生長技術領域，具體涉及一種鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體及其提拉法生長方法。

背景技術

壓電材料是當前人工晶體實用化的一個重要方面。a2石英晶體的應用自二次世界大戰以來經久不衰。當前，無線通信及無線網絡技術已經獲得巨大的發展。作為其核心，需要性質更優良和穩定的市表面波(SAW)和聲體波(BAW)材料及器件。a2石英晶體具有良好的壓電性及溫度穩定性，但是因為機電耦合系數小，其器件插入損耗大，帶寬窄。因此，多年來人們一直希望有比a2石英性質更為優良的壓電晶體可以被利用。磷酸鋁具有與a2石英相似的性質，與石英一樣，具有零溫度系數切型。人們曾對它的實際應用寄予厚望，但最終卻因為其晶體生長條件苛刻，即使采用水熱法也難以生長出大尺寸優質單晶，很難實現工業化，難以成為a2石英的替代物。硅酸鎵鑭是一種性能優良的壓電晶體，硅酸鎵鑭雖然具有壓電性能但磁光性能不理想，只有具有磁光效應才可制作光學隔離器、激光調制器、磁光開關、光纖電流傳感器以及其它光電磁轉換功能的磁光器件，為滿足現階段光通訊、光網絡以及信息處理等系統急需的戰略高技術材料，發明人對硅酸鎵鑭進行了參雜優化，并使其具備壓電性能的同時還具有磁光性能。

發明內容

本發明的目的就是克服現有技術的不足，而提供一種鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體及其提拉法生長方法。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案 ：

一種鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體，其分子式可表示為

Tb_3xLa_3（1-x）Ga₅SiO₁₄，其中，x 的取值范圍為：0&lt;x&lt;1。

一種鋱參雜的硅酸鎵鑭晶體的提拉法生長方法，包括以下步驟：

（1）采用Tb₂O₃、La₂O₃、Ga₂O₃、SiO₂ 作為原料，按下列化學反應式：

1.5xTb₂O₃+1.5（1-x）La₂O₃+2.5Ga₂O₃+SiO₂→Tb_3xLa_3（1-x）Ga₅SiO₁₄進行配料均勻混合形成混合物；

（2）將混合物在1000-1200℃下煅燒80-210小時發生固相反應后，獲得生長晶體所需的多晶原料；

（3）將多晶原料放入生長銥坩堝內，通過感應加熱或電阻加熱并充分熔化，獲得晶體生長熔體；然后采用提拉法生長工藝進行晶體生長；