[發明專利]一種用于四元鹵化物晶體制備的模具裝置及制備方法

有效

• 申請號: 202011418143.6
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112663140B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 李靜;溫航;王彪
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C30B29/12
• 分類號: C30B29/12;C30B15/34
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種用于四元鹵化物晶體制備的模具裝置及制備方法，包括：容器和浮動模具，其中，所述浮動模具包括晶體生長平臺、模具核心和浮體，模具核心位于晶體生長平臺的中部，且貫穿晶體生長平臺設置，其一端與晶體生長平臺的工作面平齊，另一端向外延伸設定距離，模具核心的中央有一上下貫穿的毛細管；浮體環繞晶體生長平臺的四周設置；晶體生長平臺的橫截面形狀與容器的橫截面形狀相適應。將浮動模具浮于熔液的表面，浮動模具隨熔液液面的下降而下移，使浮動模具的模具毛細管始終插入熔液中，并控制毛細管與熔體液面的距離，消除不一致熔融化合物制備過程中極易形成的雜項，提高晶體質量。

技術領域

本發明屬于晶體制備技術領域，尤其涉及一種用于四元鹵化物晶體制備的模具裝置及制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

無機閃爍晶體是一類可將入射高能射線(粒子)轉換為紫外或可見光的能量轉換體。目前，國際上采用Bridgman法(坩堝下降法)生長鹵化物類閃爍晶體。該方法將晶體生長原料裝在圓柱型的坩堝中，緩慢下降，并通過一個具有一定溫度梯度的加熱爐，爐溫控制在略高于材料的熔點附近。Bridgman法生長鹵化物類晶體，存在一定的局限性。晶體易潮解，后續器件加工難度大。繁瑣的加工程序增大了晶體的超解度，降低了器件質量。Ce:Cs₂LiYCl₆(Ce:CLYC)具有良好的γ射線、中子雙探測能力。Ce:CLYC晶體對γ射線探測具有高能量分辨率(3.6％)、快衰減(～1ns)和好的γ射線能量響應線性。晶體對熱中子探測具有高光產額(73,000photons/neutron)，α/β比率高(～0.73)。Ce:CLYC作為光電探測器的核心材料在核醫學、工業探測、高能物理、國土安全等方面應用廣泛。但是Ce:CLYC晶體是一類不一致熔融化合物，在Bridgman法制備過程中極易形成第二相，從而影響晶體質量。Ce:Cs₂LiYCl₆晶體制備涉及四元鹵化物的合成，由于鹵化物極易揮發的特性，而且Ce:Cs₂LiYCl₆屬于不一致熔融化合物，在多元化合物合成體系中難度較大。由于Ce:CLYC不一致熔融的特性，極易在熔體表面形成一層膜，這層膜極大的影響了晶體的制備和質量。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種用于四元鹵化物晶體制備的模具裝置及制備方法。

為解決以上技術問題，本發明的以下一個或多個實施例提供了如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種用于四元鹵化物晶體制備的模具裝置，包括：容器和浮動模具，其中，

所述浮動模具包括晶體生長平臺、模具核心和浮體，模具核心位于晶體生長平臺的中部，且貫穿晶體生長平臺，其一端與晶體生長平臺的工作面平齊，另一端向外延伸設定距離，模具核心的中央有一上下貫穿的毛細管，稱為模具毛細管；浮體環繞晶體生長平臺的四周設置；

晶體生長平臺的橫截面形狀與容器的橫截面形狀相適應。

第二方面，本發明提供一種用于四元鹵化物晶體的制備方法，包括如下步驟：

將用于生長晶體的熔液注入容器中，然后將浮動模具浮于熔液的表面，熔液沿浮動模具中的模具毛細管上升至浮動模具的晶體生長平臺，在引晶作用下實現晶體的生長、制備；

隨著晶體的生長，熔液液面下降，浮動模具隨熔液液面下降，使模具毛細管的下端始終位于熔液內部。

與現有技術相比，本發明的以上一個或多個技術方案取得了以下有益效果：