【技术实现步骤摘要】
递进式改进坩埚压力差的砷锗镉原料合成和单晶生长方法
本专利技术涉及黄铜矿类半导体晶体砷锗镉的原料合成和单晶生长方法，尤其是涉及一种采用递进式改进坩埚压力差的砷锗镉原料合成和单晶生长方法。
技术介绍
砷锗镉单晶是一种黄铜矿类半导体晶体，其非线性系数在该类半导体中最高，同时砷锗镉晶体的透光波长范围广，具有适宜的双折射梯度，是频率转换晶体的优异备选材料，但是该晶体受制于晶体生长质量的因素，发展十分缓慢。砷锗镉单晶生长比较困难，首先因为砷锗镉多晶原料合成时，采用Cd、Ge和As单质元素，其中Cd和As元素有毒且易挥发，易造成原料合成时坩埚内蒸汽压过大，从而导致炸管，产生危险；其次该单晶生长时，多晶原料中Cd和As的挥发，不仅导致晶体各部分组分的差异，而且生长时坩埚内蒸汽压高，也易产生炸管的危险；再次因为该晶体的热膨胀系数差异较大，a轴和c轴的热膨胀系数相差可达15倍以上，导致晶体降温时极易开裂，生长单晶的完整性难以保证。至今为止，各研究小组虽然采用多种方法生长砷锗镉晶体，但是整体来看，砷锗镉单晶的生长还不成熟，大尺寸...
【技术保护点】
1.一种递进式改进坩埚压力差的砷锗镉原料合成方法，其特征在于，所述合成方法按照以下步骤完成：/n第一步，采用去离子水清洗并烘干石英坩埚，当作第一层原料合成坩埚，将砷、锗、镉单质元素放入第一层原料合成坩埚中；/n第二步，取一只比第一层原料合成坩埚大的石英坩埚，采用去离子水清洗并烘干后，套装在第一层原料合成坩埚外，当作第二层原料合成坩埚；先计算出第一层原料合成坩埚和第二层原料合成坩埚之间的空隙体积V；然后按照计算公式：PV=nRT------（1）计算所需要的Cd的物质的量n，单位：mol，进而计算所需Cd的质量，单位：g；/n公式（1）中：P是第一层原料合成坩埚和第二层原料合...
【技术特征摘要】
1.一种递进式改进坩埚压力差的砷锗镉原料合成方法，其特征在于，所述合成方法按照以下步骤完成：
第一步，采用去离子水清洗并烘干石英坩埚，当作第一层原料合成坩埚，将砷、锗、镉单质元素放入第一层原料合成坩埚中；
第二步，取一只比第一层原料合成坩埚大的石英坩埚，采用去离子水清洗并烘干后，套装在第一层原料合成坩埚外，当作第二层原料合成坩埚；先计算出第一层原料合成坩埚和第二层原料合成坩埚之间的空隙体积V；然后按照计算公式：PV=nRT------（1）计算所需要的Cd的物质的量n，单位：mol，进而计算所需Cd的质量，单位：g；
公式（1）中：P是第一层原料合成坩埚和第二层原料合成坩埚之间的空隙气体的压强，单位：Pa；R为气体常数，单位：Pa•m3/(mol•K)；T为气体的温度，单位：℃；
原料合成时，气体的温度T取930℃-970℃，当计算第一层原料合成坩埚和第二层原料合成坩埚之间的空隙气体的压强P等于1.0×105Pa～1.7×105Pa时，按照公式（1）计算所需Cd的质量，投放到第一层原料合成和第二层原料合成坩埚之间；将第一层原料合成坩埚和第二层原料合成坩埚进行抽真空密封；
第三步，取一只比第二层原料合成坩埚大的石英坩埚，采用去离子水清洗并烘干后，套装在第二层原料合成坩埚外，当作第三层原料合成坩埚；先计算出第二层原料合成坩埚和第三层原料合成坩埚之间的空隙体积V1；然后按照计算公式：P1V1=n1RT1------（2）计算所需要的Cd的物质的量n1，单位：mol，进而计算所需要的Cd的质量，单位：g；
公式（2）中：P1是第二层原料合成坩埚和第三层原料合成坩埚之间的空隙气体的压强，单位：Pa；R为气体常数，T1为气体的温度，单位：℃；
气体的温度T1取930℃-970℃，当计算第二层原料合成坩埚和第三层原料合成坩埚之间的空隙气体的压强P1等于0.3×105Pa～1.0×105Pa时，按照公式（2）将计算所得的Cd的质量投放到第二层原料合成坩埚和第三层原料合成坩埚之间；将第二层原料合成坩埚和第三层原料合成坩埚进行抽真空密封；
第四步，将密封好的第一层原料合成坩埚、第二层原料合成坩埚和第三层原料合成坩埚放入合成炉进行原料合成。
2.一种递进式改进...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍晓青，周传新，刘禹岑，周金杰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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