控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置及方法，包括坩埚、设置于坩埚中的含镓类晶体、用于对含镓类晶体进行加热的加热机构和用于对含镓类晶体进行辅助生长的提拉机构，提拉机构的提拉端伸入坩埚中、并与坩埚中设置的含镓类晶体抵接，所述加热机构包括至少两段加热单元，每段加热单元均分别缠绕在坩埚外周；该提拉制备装置采用这种多段式感应线圈加热的方式实现含镓类晶体的熔体随着晶体的生长从坩埚口向坩埚底方向逐步熔化，避免坩埚中所有含镓类晶体的全周期熔化导致晶体熔体组分挥发严重以及不可控的问题。

【技术实现步骤摘要】
控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置及方法
本专利技术涉及光功能晶体制备
，尤其涉及控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置及方法。
技术介绍
含镓类光功能晶体，如钆镓石榴石晶体(GGG)是优异的衬底晶体，其晶格常数和热膨胀系数与钇铁石榴石(YIG)磁光薄膜匹配度很高，GGG衬底质量直接决定外延薄膜性能的优劣。铽镓石榴石(TGG)晶体是可见和近红外波段激光领域中优异的磁光晶体，其性能将直接影响晶体承受激光的功率以及激光的传输性能。氧化镓作为含镓晶体的主要组分之一，其在晶体生长过程中易发生挥发分解，Ga2O3＝Ga2O+O2↑，分解产生的Ga2O和O2与铱坩埚产生反应，会导致铱金和异质氧化物的产生，从而导致：熔体组分偏离化学计量比，影响晶体的高质量稳定生长；漂浮的铱金影响籽晶周围的温度梯度，易导致晶体的偏心生长；异质氧化物易被熔体对流传输至固液界面处并被包裹形成晶体中的颗粒物，导致晶体缺陷的产生。尽管目前通过初始原料组分配比的优化(过量一定比例的氧化镓)、晶体生长气氛的改变(增加氧分压)、提前合成高纯的多晶原料等方法一定程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置，其特征在于，包括坩埚(1)、设置于坩埚(1)中的含镓类晶体(2)、用于对含镓类晶体(2)进行加热的加热机构(3)和用于对含镓类晶体(2)进行辅助生长的提拉机构(4)，提拉机构(4)的提拉端伸入坩埚(1)中、并与坩埚(1)中设置的含镓类晶体(2)抵接，所述加热机构(3)包括至少两段加热单元，每段加热单元均分别缠绕在坩埚(1)外周。/n

【技术特征摘要】
1.控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置，其特征在于，包括坩埚(1)、设置于坩埚(1)中的含镓类晶体(2)、用于对含镓类晶体(2)进行加热的加热机构(3)和用于对含镓类晶体(2)进行辅助生长的提拉机构(4)，提拉机构(4)的提拉端伸入坩埚(1)中、并与坩埚(1)中设置的含镓类晶体(2)抵接，所述加热机构(3)包括至少两段加热单元，每段加热单元均分别缠绕在坩埚(1)外周。


2.根据权利要求1所述的控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置，其特征在于，不同加热单元依次贴附坩埚(1)外周缠绕设置，坩埚口与其中一加热单元最上端齐平，坩埚口处的加热单元的加热温度等于晶体熔点；
从坩埚底到坩埚口，加热单元的功率逐渐增加，所述含镓类晶体(2)中的氧化镓浓度呈单向梯度减小。


3.根据权利要求2所述的控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置，其特征在于，所述加热单元包括线圈(31)，同一加热单元中相邻缠绕线圈(31)的间距与不同加热单元中相邻线圈(31)之间的间距相等；
所述每个加热单元中线圈(31)的匝数相同、直径相同，每个加热单元分别通过不同的电源单元供能。


4.根据权利要求3所述的控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置，其特征在于，所述提拉机构(4)包括籽晶(41)和籽晶杆(42)，籽晶杆(42)的一端插入坩埚(1)与籽晶(41)固定，籽晶(41)在远离籽晶杆(42)的一端与含镓类晶体(2)的上端面抵接。


5.根据权利要求1-4所述的控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备装置，其特征在于，所述坩埚(1)外周还设置有保温层(5)，加热单元依次贴附保温层(5)设置。


6.控制含镓类光功能晶体挥发的提拉制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)根据含镓类晶体(2)的尺寸，确定坩埚(1)尺寸，并在坩埚(1)外周缠绕至少两段独立的加热单元，所述不同加热单元沿从坩埚底到坩埚口依次缠绕设置。
(B)根据含镓类晶体(2)的种类，分别制备多个含有不同比例氧化镓的多晶原料，所述多晶原料与所述加热单元对应数量设置；
(C)将所述多晶原料依次放置于坩埚(1)中，从坩埚口到...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦仁勤，张庆礼，刘文鹏，何異，陈迎迎，张昊天，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34