Способ химического травления кристаллов титания - фосфата калия (КТ @ ОРО @ ) Советский патент 1993 года по МПК C30B33/10 C30B29/14 

Изобретение относится к исследованиям реальной структуры кристаллов, а именно кристаллов титанил-фосфата калия (КТР), методом химического травления.

Цель изобретения - выявление дефектов структуры на поверхностях любых кристаллографических направлений и характера, их обьемного распространения. а также получения картин селективного травления.

Полученный результат травления кристаллов КТР, по многим параметрам превосходящий результат травления известным способом.

На фиг.1 изображен фрагмент кристалла, выращенного по 100. Образец описан в примере Ne 1. Морфология образца: 1,2 - пиленные поверхности (001): 3 - спайный скол по 4 - пиленная поверхность (010); 5 - округлая ростовая поверхность; на фиг.2 - структуры травления на поверхности (001)-1; на фиг.З - структуры травления на поверхности (001), параллельной поверхности 1-2. Ростовая полосчатость: 1 - в секторе роста грани {110}; в секторе роста грани {100}; А. - редкие полосы или их отсутствие: Б. - штриховка; на фиг.4 - секториальная граница, ростовая полосчатость, ямки травления (поверхность (001). Увеличение 500: на фиг.5 - морфология ямок травления на поверхностях разных кристаллографических ориентации: {100}. {201}. {110}. {011}. {010}. {001}.

П р и м е р 1. Образец выращенного по 100 кристалла КТР с пиленными поверхностями (001), (010). спайным сколом по 100 и округлой ростовой поверхностью (см.фиг.1) помещался на фторопластовую подставку. Травящая смесь (2H2S04 .3HF) нагревалась во фторопластовом стакане до 170°С. Подставка с образцом опускалась внутри стакана, Через 10 мин протравленный образец извлекался из раствора и промывался в воде.

На пиленных поверхностях(001) после травления проявились ростовые полосы и секториальная граница (см. фиг.1), На обоих рисунках (см. фиг.2 и фиг.З) область 11 отноел

с

00

о

ю ю

CJ

сится к сектору роста грани (110), о чем говорит расположение ростовых полос, параллельных этой грани. Таким же образом определяется, что область 1 - сектор роста грани (110). Помимо этого, поверхности делятся на два участка, между которыми обоз- начивается довольно четкая граница (А и Б). Один из них (Б) покрыт частыми и тонкими полосками .(штриховкой). На другом (А) ростовые полосы шире и расположены с боль- шими промежутками либо совсем отсутствуют. Поверхность 11.Б кроме того имеет ямки и борозды травления (фиг.4). Бороздки и направление, трассируемое ямками, параллельны полосам. Приуроченность борозд и ямок травления к ростовым полосам свидетельствует, что они являются источником напряжений в кристаллах,

Протравленная поверхность (010) делится на два участка по характеру расположения на ней холмиков травления. На участке 11 они расположены плотнее. Граница между участками на (010) продолжает аналогичную границу на (001).

Поверхность (100) после травления стала равномерно шероховатой. Тогда как один участок на ней покрыт плотно расположенными ромбовидными ямками. Граница участка по ребру стыкуется с секториальной границей на (001).

На округлой ростовой поверхности вытравились ямки четко ограниченной широкой полосой, которая соприкасается с областью Б других поверхностей.

Таким образом, травление позволило выявить в образце 4 отличные одна от другой области (по 2 в каждом секторе роста).

П р и м е р 2. Указанным выше способом травилась пластинка, выпиленная по 001 из кристалла, выращенного . Тем- 164°С, время 15

пература травления

время 15 мин.

0

5

0

5

0

5

0

Пластинка закреплялась платиновой проволочкой для того, чтобы обеспечить смачи- ваемость раствором обеих пиленных поверхностей. На обеих поверхностях вытравились секториальные границы и участки визуально отличающиеся разной отражательной способностью. Поверхность на участках, лишенных полосчатости, отполирована. Местами бороздки переходят в борозды с острым дном. Кроме того, имеются ямки травления чечевицеобразной формы.

По направлению ростовой штриховки поверхности делятся на три области: два сектора роста граней (110) и между ними выклинивающийся сектор роста поверхности, перпендикулярной направлению вытягивания и не соответствующей какой-либо естественной грани.

Предложенный способ травления является эффективным методом исследования реальной структуры кристаллов и контроля их качества. По результатам травления можно сделать вывод о пригодности монокристалла или его частей для изготовления оптических элементов с нужными генерационными характеристиками, провести отбраковку некачественного материала.

Формула изобретения Способ химического травления кристаллов титанил-фосфата калия (КТЮР04), включающий обработку в кислотном растворе и отмывку, отличающийся тем, что, с целью выявления дефектов структуры на поверхностях любых кристаллографических направлений и характера их объемного распространения, а также получение картин селективного травления, обработку ведут в смеси состава 2H2S04:3HF при 160-180°С в течение 5-15 мин.

Ч/

k

i

Использование: в квантовой оптике. Сущность изобретения: монокристаллы КТЮРО травят в смеси состава 2H2S04:3HF при 160-180°С в течение 5-15 мин. Способ позволяет выявлять дефекты структуры на поверхностях любых кристаллографических направлений и характер их объемного распространения, а также получать картины селективного травления независимо от характера предварительной обработки поверхностей кристалла. 1 табл., 5 ил.