浮区法生长大尺寸Ta2O5单晶的方法技术

浮区法生长大尺寸Ta2O5单晶的方法，属于晶体生长领域。包括以下步骤：将Ta2O5粉料经过球磨、烘干；装入橡胶管中，放入等静压下压制成素坯棒；将素坯棒经烧结后获得多晶棒；将素坯棒或多晶棒作为料棒，并将多晶棒或Ta2O5单晶作为籽晶，籽晶和料棒在竖直方向成一直线，其接触点与卤素灯处于同一水平线上；升温速率为30～60℃/分钟至料棒和籽晶融化，调整料棒和籽晶的转速和旋转方向，接种；通过聚焦镜的移动或上下棒的移动，使熔区远离聚焦点，使熔区温度下降实现结晶，晶体生长速度10～60mm/h；生长完的晶体冷却至室温。本发明专利技术生长周期短，制备效率高，能够快速生长厘米量级、无宏观缺陷、高质量Ta2O5单晶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于晶体生长领域，涉及浮区法生长Ta2O5单晶的方法。
技术介绍
浮区法无需坩埚、无污染、生长速度快，适合生长高熔点的晶体。能够提供高质量、 小尺寸的晶体，便于控制组分。应用面广，可用于氧化物、半导体、金属间化合物等多类材料，尤其是熔体反应强烈的晶体。该方法的主要优点是不需要坩埚，生长的单晶纯度很高， 并且掺杂均勻。也由于加热不受坩埚熔点的限制，在生长高熔点材料方面有独特的优势。浮区法为研究多体系、高熔点、合成难的晶体研究提供了一种新的研究方法和途径。由于器件的小型化、集成化，对晶体尺寸要求越来越小。浮区法在晶体生长方面获得了很多的应用。 Ta2O5是重要的介电材料和光波导材料，同时由于其易与半导体集成电路工艺相兼容，已成为新一代动态随机存储器(DRAM)的热门候选材料。生长出Ta2O5单晶并研究其物理性质随晶向的关系，对于开发高性能Ta2O5基器件具有重要意义。然而，Ta2O5的熔点接近1900°C， 采用传统的生长技术难以得到Ta2O5单晶，使得对Ta2O5物理性质的研究遇到了困难。此外，由于Ta2O5薄膜具有许多优良的光电特性，使得它在众多领域都有非常广泛的应用如本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种浮区法生长大尺寸Ｔａ２Ｏ５单晶的方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）粉料制备：将Ｔａ２Ｏ５粉料经过球磨、烘干；（２）料棒制备：将球磨后的Ｔａ２Ｏ５粉料装入橡胶管中，然后放入等静压下压制成棒状的素坯棒；（３）籽晶制备：将步骤（２）制得的素坯棒经过烧结后获得多晶棒；（４）料棒和籽晶安装：将步骤（２）压制好的素坯棒或者经步骤（３）烧结后的多晶棒固定在单晶炉的料棒杆上作为料棒，并将步骤（３）的多晶棒放入浮区炉中作为籽晶，籽晶和料棒在竖直方向成一条直线，调节料棒和籽晶的位置，使其接触，接触点与卤素灯处于同一水平线上；（５）晶体生长：设置升温速率为３０～６０℃／分钟至料棒和籽晶融化，调整料棒和籽...

【技术特征摘要】
1.一种浮区法生长大尺寸Ta2O5单晶的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)粉料制备将Ta2O5粉料经过球磨、烘干；(2)料棒制备将球磨后的Ta2O5粉料装入橡胶管中，然后放入等静压下压制成棒状的素还棒；(3)籽晶制备将步骤( 制得的素坯棒经过烧结后获得多晶棒；(4)料棒和籽晶安装将步骤( 压制好的素坯棒或者经步骤C3)烧结后的多晶棒固定在单晶炉的料棒杆上作为料棒，并将步骤(3)的多晶棒放入浮区炉中作为籽晶，籽晶和料棒在竖直方向成一条直线，调节料棒和籽晶的位置，使其接触，接触点与卤素灯处于同一水平线上；(5)晶体生长设置升温速率为30 60°C/分钟至料棒和籽晶融化，调整料棒和籽晶的转速和旋转方向，接种；通过聚焦镜的移动，或者上下棒的移动，使熔区远离聚焦点，使熔区温度下降，从而实现结晶，设置晶体生长速度10 60mm/h进行晶体生长；(6)降温冷却将生长完的晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋毅坚，徐宏，范修军，王越，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11