Способ выращивания кристаллов сложных оксидов Советский патент 1993 года по МПК C30B11/00 C30B29/22 

„.j|iiii

т

Изобретение относится к выращн- ванию кристаллов .и может .быть исполь-. зоваио в химической и электронной отраслях промЬ Шшеннести при Ьроизвод- стве высокотем11ературнь1х кристаллов,, применяемых в квантовой электронике.

Цель изобретения ™ улучшение оптической однородности.кристаллов. .

На:- фиг. 1 представлена схема уст-; |о ройства для выращивания кристаллов| на фиг. 2 представлен график зависимости nonet)e4Horo размера кристалла от скорости опускания тигля в рас;-

Устройство для выращивания кристаллов состоит из следующш : элементов,

В камере 1 внутри индуктора 2 тигель 3 размерами 80з;80х1 мм установ- 20 лен с отверстием в дне так, нтобы ; его кромка -находилась на уровне .кром. ки верхнего витка индуктора 2{, н прикреплен с помощью траверс 4 к тра- версодержателю 5, со.едкненному со 25 штоком 65 имеющим возможность верти- 1кального перемещения (механизм пере- , мещения траверсодержателя с тиглем не показан), ... ... .

Приме р 1,. Объем тигля 3 дсь-.gg полнительньш объем ме.:зду тиглем 3 и индуктором 2 и герметичный бункер 7 установлен-кый на камере. 1 и снабжен- ньй механизмом 8 подачи сьфьяр, заполняют исходной тшхтой иттрий-алюмИ ниевогр граката,; активированной нео- димом, Шизсту граната берут массой кг добавляют к ней 238j,64 .г актй™ ватора состава Hd Alj-O Затравку 9 прикрепляют к штоку 10, сБязанног-iy -. ,с механизма-гш вращения н перемещения затравки (механиз. вращения и пере- . мещения затравки не показаны)о На вepxнe г витке инду.ктора устаиавпизают. теплоизолкр.пошук -срыюку из оксида циркония с отверстием в центре. Над отверстием устанавливают трубу 11, служащую для подачи сырья из буккера 7. Плавным увеличением г ощилстя подводимой от КС-сочника 12 улщукхщокногй нагрева к индуктору 2, ветхту нагревают и доводят до расплавления. Не- . обходимый уровень | асплава получают путем доподнителышй лодачн лоихты иэ бункера 7 После наплашшиия РУ У 11 отводят в с тороку. доводят расплав до температуры з&тр&з.пвккя опускают, в него вращающуюся затравку 9 и прово- дят затравление, 1Мавиьм изменением

скорости опускания тигля 3 в прещелах 0,02-0,2 мм/ч по зависимости, представленной на фиг. 2, осуществляют разращивание кристалла до заданного поперечного размера (примерно 35 мм). После разра1цивания коррекцию поперечного размера кристалла осуществляют изменением мощности, подводимой от источника 12 индукционного нагрева к индуктору 2. При этом для поддер- жания уровня расплава постоянным скорость перемещения тигля поддерживают на уровне 0,07-0,2 мм/ч.

Из тигля размерами 80x80x1 мм (с отверстием в центре) выращивают кристаллы иттрий-алюминиевого граната, активированного неодимом, в ста- тической атмосфере аргона .длиной при - мерно до 260 мк и поперечньги размером примерно до 35 мм. Фиксируют величину остаточного светового потока кристалла равную .

Приме р 2 .Еьфащивают кристаллы алюмината иттрия, активированного неодимом УА Ц -Nd, Общую, массу исход ной .П1ИХТЫ YA10уберут 5 кг, добавляют к ней 84,68 г активатора состава

WdA10.j.

Плавным уве-пичением мощности, подводимой от источника 12 индукционкб- го нагрева к индуктору 2, доводят шихту до расплавления. Дополнительной подачей пшхты из бункера 7 полу- ; чадрт необходимый ,уровень расплава. :Доводят расплав до температуры за- . Отравления,, опускают в него вращающую ся затравку .и проводят процесс затра ления. Плавным изменением скорости опускания тигля 3 в пределах - Os2 мм/ч в соответствии с зависи- i мостьгог представленной на фиг. 2, осуществляют разращивание кристалла до заданного поперечного.размера (примерно 35, мм). .

После разращивания коррекцию поперечного размера монокристалла осуществляют изменеш ем мощности, подводимой от источника 12,индукционио- го нагрева к индуктору 2, При этом . Д.ГШ иоддеркания уровня расплава пос- тойнньм скорость перемещения тигля тюд/дергкиваязт равной 0,07-052 мм/ч. . Выращивание осуществляют из иридиевого тигля размерами 80x80x1 мм с отверстием в центре в направлении к осн со скоростью вытягивания 2 мм/ч н скорость вращения 20 об/мин 6 статической атмосфере азота. Попе5

3145746

речный размер.кристаллов примерно 35 мм, длина примерно 200 мм. Оста- точный световой поток 0,8%,

При выращивании кристаллов по изобретению достигнуто уменьшение остаточного светового потока кристаллов в 1,6 раза. Формула изобретения

Спос:об вьфащивания кристаллов -|о сложных оксидов, включающий индук5

46

|о

:з

ЦИОИ1МН нагрев и расплавление исходной пгихты н тигле и в объеме между тиглем и индуктором с образованием гарнисажа на индукторе, затравление, разращинание и рост кристалла, о т- ли чающийся тем, что, с целью улучшения оптической однородности кристаллов, разращивание осуществляют изменением скорости опускания тигля в пределах 0,02-0,20 мм/ч

Изобретение относится к выращиванию кристалловJ может быть использовано в химической и электронной отраслях про Ф1шленности при производстве кристаллон квантовой электроники и позволяет улучшить,оптическую одиородность кристаллов. Индуктором с помощью индукционного электромагнитного поля нагревают и расплавляют .нсг.одную шгхту в тигле с отверстием Б , и в объеме между тиглем и индуктором. При этом образуют гарнисаж на индукторе. Ос тцёствляют затравле- нне it разрац ; вание затравки до заданного flissL STpa нзменеинен скорости . опускания тигля в чтределах 0,0.2- Oj20 vfM/Ч; nr-cjre чего ведут рост крпстяяпа. Получены кристгш.гш иттрий- йгтоминиевого граната и алюмината ит- ,, легированные неодимом, с оста- гочньп световьс- потоком не более 0,8%, 2 ил. R s /I

О „.35

Поперечный размер нонокристалла, мм

Физ.2.