一种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿制造技术

本发明专利技术公开了一种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿。它是一种石英双层结构安瓿。内部是样品石英坩锅，依次装入材料、石英塞子，将其在真空下熔融封装，石英坩锅两头要求平坦。然后将石英坩锅及减振材料按顺序安装，填入石英安瓿外管内，抽真空后封装成双层安瓿。它的结构安全可靠，尤其适合应用在对力学环境要求严格的空间生长实验中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿。它是一种石英双层结构安瓿。内部是样品石英坩锅，依次装入材料、石英塞子，将其在真空下熔融封装，石英坩锅两头要求平坦。然后将石英坩锅及减振材料按顺序安装，填入石英安瓿外管内，抽真空后封装成双层安瓿。它的结构安全可靠，尤其适合应用在对力学环境要求严格的空间生长实验中。【专利说明】—种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿
本专利技术涉及晶体生长制备领域，既能满足晶体熔融生长的要求，抗振性能又佳的生长安瓿，特别适用于力学环境比较恶劣的空间微重力条件下生长应用于太赫兹的碲化锌晶体材料。
技术介绍
太赫兹(THz)电磁波又被称为T 一射线，亚毫米波。在电磁波谱上，THz电磁波介于毫米波和红外波之间。太赫兹电磁波在很多基础研究领域、工业应用及军事应用领域有相当重要的应用。随着THz技术的发展，THz技术在生物学、医学、微电子学、农业及其它领域也有很大的应用潜力。碲化锌晶体被国际上公认为较好的太赫兹(THz)辐射源和探测器材料，在THz辐射与探测理论及应用方面均得到广泛研究。碲化锌晶体的碲溶剂法晶体生长采用真空密封的安瓿结构。在空间微重力环境下生长碲化锌与地面不同，最主要是装有晶体生长安瓿的晶体生长炉，在空间飞行器发射和回收过程中，需经受严格的力学环境考验。在进行空间实验前，样品安瓿需要在地面力学环境模拟试验中经受加速度、冲击、正弦振动扫描、随机振动等检验。这对石英安瓿的强度提出了很高的要求。沈杰等人(专利号98225116.5)设计的应用于空间生长的石英安瓶，需要在管底烧制结构较复杂的石英棒及喇叭口，周彦飞等人(专利号200720066563.6)设计的石英安瓿，需要在石英内关的两端分别插入凹凸的石英塞以固定材料。这两种石英安瓿制作工艺都较复杂。
技术实现思路
·本专利技术的目的是提供一种适用于空间环境下的安全可靠的碲化锌晶体生长用石英安瓿。解决现有空间生长的石英安瓿结构及制作工艺复杂的技术问题。本专利技术空间生长用石英安瓿如附图1所示，它包括:石英坩锅1，石英塞子2，石英安咅瓦外管3,减振材料4,金属箔5和石英顶管6。所述的石英坩锅I形状为平底圆形长管，所述的石英塞子2是一个一端封闭的中空的圆柱，所述的石英安瓿外管3是一个试管状的长管，所述的石英顶管6是一个一端封闭的中空的圆柱；在石英坩锅I中加入晶体生长用材料7后用石英塞子2堵塞住石英坩锅I上方开口，抽真空后将它们熔封在一起；在石英安瓿外管3底部填入减振材料4后放入裹上一层金属箔5的石英坩锅1，在石英坩锅I上部填入减振材料4，装入石英顶管6，抽真空后将石英顶管6与石英安瓿外管3熔融封装。所述的减振材料(4 )采用氮化硼或石墨。所述的金属箔(5)采用不锈钢箔或铜箔。本专利技术的优点在于:I全石英结构，有如下优点:确保生长晶体的纯度；有利于保持高真空度的状态下封装；在相同的晶体生长温度下，与金属安瓿结构相比，热辐射和热传导小，因此功耗小；2石英安瓿为双层结构，若里层的石英坩锅在晶体生长过程中由于热膨胀等原因破裂了，也不会污染生长炉；3将依次装有碲溶剂、多晶锭及石英塞子的石英坩锅进行抽真空，在熔封前先烘烤坩锅底部的碲溶剂，使其熔化后再固化与多晶锭底部粘牢，减小由于碲溶剂(通常为块状)产生的力学不稳定性，提高在空间实验的恶劣力学环境中的安全可靠性。【专利附图】【附图说明】:图1为本专利技术提供的空间生长用石英安瓿的结构剖视图，图中:1_石英坩锅，2-石英塞子，3-石英安瓿外管，4-减振材料，5-金属箔，6-石英顶管，7-材料。图2为实施例中的碲化锌晶体空间生长用石英安瓿结构剖视图；图(&)是石英坩锅，图(b)为石英安瓿总结构；图中:8 —碲化锌晶锭，9 一碲溶剂。【具体实施方式】:以生长直径8mm的碲化锌晶体为例，具体安瓿制备方法如下:石英坩锅1:高纯气炼管，直径12mm，公差-0.2mm，长度105 ± 5mm，壁厚2mm，锥度1:150。石英塞子2:直径4 ±· 0.5mm,壁厚1_。石英安瓿外管3:标准石英管，直径15.67-0.2mm，壁厚2mm。减振材料4:选用氮化硼,厚5mm。金属箔5:选用铜箔，厚0.38±0.5mm。石英顶管6:直径为8±0.2mm,壁厚1mm。在石英坩锅I底部加入碲溶剂9 (I克)，装入碲化锌多晶锭8 (直径8mm，长度70±10mm)及石英塞子2，抽真空。用氢氧焰烘烤石英坩锅I底部的碲溶剂至熔化，待其冷却凝固与碲化锌多晶锭8底部粘住后，再根据样品长度在石英塞子2处熔封。将石英坩锅I的熔封处放于氢氧焰上用石墨块将其压平整。所说的碲化锌多晶锭8，为用高纯原料锌、碲高温合成的多晶锭，尺寸要求与石英坩锅内径匹配，经在乙醇中超声波清洗，干燥后待用。碲溶剂9，选用高纯碲，它对碲化锌的溶解度随温度的升高而增大。在石英安瓿外管3内填入减振材料4后，将两头平整的石英坩锅I放入，若石英坩锅与石英安瓿间间隙大，则在坩锅外部裹上一层金属箔5后放入安瓿内，再填入减振材料4，装入石英顶管6。石英顶管6顶紧后，将石英安瓿8与其封住，抽真空封装。【权利要求】1.一种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿，它包括:石英坩锅(1)，石英塞子(2)，石英安瓿外管(3)，减振材料(4)，金属箔(5)和石英顶管(6);其特征在于: 所述的石英坩锅(I)形状为平底圆形长管，所述的石英塞子(2)是一个一端封闭的中空的圆柱，所述的石英安瓿外管(3)是一个试管状的长管，所述的石英顶管(6)是一个一端封闭的中空的圆柱； 在石英坩锅(I)中加入晶体生长用材料(7 )后用石英塞子(2 )堵塞住石英坩锅(I)上方开口，抽真空后将它们熔封在一起；在石英安瓿外管(3)底部填入减振材料(4)后放入裹上一层金属箔(5)的石英坩锅(1)，在石英坩锅(I)上部填入减振材料(4)，装入石英顶管(6)，抽真空后将石英顶管(6)与石英安瓿外管(3)熔融封装。2.根据权利要求1所述的一种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿，其特征在于:所述的减振材料(4 )采用氮化硼或石墨。3.根据权利要求1所述的一种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿，其特征在于:所述的金属箔(5 ) 采用不锈钢箔或铜箔。【文档编号】C30B29/48GK103849935SQ201410020955【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日 【专利技术者】陆液, 林杏潮, 张莉萍, 陆荣, 邵秀华, 王仍, 焦翠灵, 张可锋, 杜云辰 申请人:中国科学院上海技术物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碲化锌晶体空间生长用石英安瓿，它包括：石英坩锅（1），石英塞子（2），石英安瓿外管（3），减振材料（4），金属箔（5）和石英顶管（6）；其特征在于：所述的石英坩锅（1）形状为平底圆形长管，所述的石英塞子（2）是一个一端封闭的中空的圆柱，所述的石英安瓿外管（3）是一个试管状的长管，所述的石英顶管（6）是一个一端封闭的中空的圆柱；在石英坩锅（1）中加入晶体生长用材料（7）后用石英塞子（2）堵塞住石英坩锅（1）上方开口，抽真空后将它们熔封在一起；在石英安瓿外管（3）底部填入减振材料（4）后放入裹上一层金属箔（5）的石英坩锅（1），在石英坩锅（1）上部填入减振材料（4），装入石英顶管（6），抽真空后将石英顶管（6）与石英安瓿外管（3）熔融封装。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆液，林杏潮，张莉萍，陆荣，邵秀华，王仍，焦翠灵，张可锋，杜云辰，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31