[發明專利]單斜相Ga2

在審

• 申請號: 202011377983.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112522789A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 郭國聰;王國強;劉彬文;姜小明
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B25/00;G02F1/355
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 校麗麗

1.一種單斜相Ga₂S₃晶體的生長方法，其特征在于，包括以下步驟：

將含有Ga₂S₃多晶原料、傳輸劑和單斜相Ga₂S₃籽晶的真空密閉容器在溫度梯度區內進行加熱恒溫；晶體生長后降溫，得到所述單斜相Ga₂S₃晶體；

所述溫度梯度區包括高溫區和低溫區，高溫區位于低溫區下部；

所述單斜相Ga₂S₃籽晶位于低溫區；

所述Ga₂S₃多晶原料和傳輸劑位于高溫區。

2.根據權利要求1所述的生長方法，其特征在于，所述傳輸劑選自820～1060℃溫度區間能氣化的化合物。

3.根據權利要求1所述的生長方法，其特征在于，所述傳輸劑選自選自AB₂所代表的化合物、C₂S₃所代表的化合物、D₂S所代表的化合物、I₂、ICl₃中的至少一種；

其中，AB₂所代表的化合物，A＝Mg、Ca、Sr、Ba，B＝Cl、Br、I；

C₂S₃所代表的化合物，C＝B、As、Sb；

D₂S所代表的化合物，D＝Li、Na、K。

4.根據權利要求1所述的生長方法，其特征在于，所述Ga₂S₃多晶原料與傳輸劑的摩爾比為100：0.1～10；

優選地，所述Ga₂S₃多晶原料與傳輸劑的摩爾比為100：0.5～5。

5.根據權利要求1所述的生長方法，其特征在于，所述溫度梯度區中，高溫區的預設溫度為860～1060℃；

優選地，高溫區的預設溫度為910～1010℃；

所述溫度梯度區中，低溫區的預設溫度為820～1020℃；

優選地，低溫區的預設溫度為870～970℃；

優選地，所述溫度梯度區中，高溫區和低溫區的溫差的范圍為10～240℃；

優選地，高溫區和低溫區的溫差的范圍為15～150℃；

優選地，所述溫度梯度為0.5～10℃/cm；

優選地，溫度梯度為1～5℃/cm。

6.根據權利要求1所述的生長方法，其特征在于，結晶端位于結晶點位置，穩定靜置150～400h進行生長；

優選地，所述高溫區和所述低溫區均以10～30℃/h的速率降溫至室溫；

優選地，所述高溫區和所述低溫區均以15～25℃/h的速率降至室溫；

優選地，所述真空密閉容器內為無水無氧的條件。

7.根據權利要求1所述的生長方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將Ga₂S₃多晶原料和傳輸劑混合后置于石英管內，將單斜相Ga₂S₃籽晶固定在石英管內的石英片上；

2)將步驟1)中的石英管進行真空熔封；

3)將真空熔封后的石英管在溫度梯度區內進行加熱恒溫；晶體生長后降溫，得到所述單斜相Ga₂S₃晶體。

8.根據權利要求7所述的生長方法，其特征在于，步驟2)中，所述真空熔封的過程為對石英管進行抽氣，使管內的氣壓小于等于10^-2Pa，在采用氫氧焰進行熔封；

優選地，步驟3)中，將真空熔封后的石英管放置在具有高溫區和低溫區的生長裝置中的溫度梯度內，加熱到預定溫度后保溫，得到穩定溫場。