本发明专利技术提出了一种采用新型助熔剂熔盐法生长KTiOAsO4晶体的方法，解决了现有熔盐法生长的KTiOAsO4晶体存在生长纹及多畴缺陷，包裹物多、晶体均匀性差的问题，其特点是包括以下步骤：KH2AsO4重结晶后去头去尾；将重结晶后的KH2AsO4与K2CO3、TiO2、氟化物加入铂坩埚，合成KTiOAsO4、K4As2O7、氟化物的均匀混合原料；顶部籽晶法生长KTiOAsO4晶体，其中：籽晶晶向为Z向，籽晶杆转速20～60rpm，籽晶杆旋转方式为正转-停止-反转，晶体生长起始温度850～950℃，温度梯度0.2～2℃/cm，降温速率0.5～2℃/day，降温40～60℃。本发明专利技术实现了高质量KTiOAsO4晶体的重复性生长，提高了KTiOAsO4晶体的均匀性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体生长领域，特别是指一种采用新型助熔剂熔盐法生长KTiOAsOuas体的方法。
技术介绍
KTiOAsO4晶体是一种优良的中红外非线性材料，是KTiOPO4晶体家族中的一员，透光范围为0.35 5.3 μ m，在3 5 μ m波段的吸收损耗远低于KTiOPO4晶体，对空闲光的吸收少，可应用于中远红外光参量振荡(简称0P0)领域。目前国内外KTiOAsO4晶体生长技术均不成熟，KTiOAsO4晶体存在生长纹、多畴、内部均匀性差、OPO转换效率低等缺陷，限制了 KTiOAsO4晶体在器件方面的应用。目前KTiOAsO4晶体主要采用熔盐法生长，生长使用的助熔剂一般为K6P4O13体系，该助熔剂粘度大，传质差，导致得到的KTiOAs O4晶体均匀性差、包裹物多。最近几年人们致力于改变助熔剂，尝试了砷酸盐助熔剂(J.Crystal Growth, 1994, Vol.137 (107-115))、钨酸盐助熔剂(J.Crystal Growth, 1991,Vol.33 (197-203))和钥酸盐助溶剂(J.Crystal Growth, 1991,Vol.33 (197-203))等以期得到缺陷较少的KTiOAsO4晶体，但均未取得显著成果。1992年美国 CR&D 科学工程实验室 L.K.Cheng 等人报道(Appl.Phys.，1993，Lett.62 (4)，346-348)通过掺杂Fe2O3,、Sc203、In2O3有利于得到单畴KTiOAsO4晶体，但晶体内部均匀性差、包裹物多。至今为止，未见实现单畴KTiOAsO4晶体可重复性生长的报道，高质量的单畴晶体很难获得，仍是困扰KTiOAsO4晶体应用的主要问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种采用新型助熔剂熔盐法生长KTiOAsO4晶体的方法，解决了现有熔盐法生长的KTiOAsO4晶体存在生长纹及多畴缺陷、包裹物多、晶体均匀性差的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的:一种采用新型助熔剂熔盐法生长KTiOAsO4晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)用纯水将KH2AsO4加热溶解、过滤、冷却、析出，重结晶后去头去尾；(2)在超净房中，将重结晶后的KH2AsO4与K2C03、TiO2、氟化物加入钼坩埚中；(3)将钼坩埚放置于合料炉内，高温1000 1200°C搅拌合成KTiOAsO4、K4As2O7、氟化物的均匀混合物料,之后冷却至室温；(4)将钼坩埚迅速放入干燥的熔盐炉内；(5)顶部籽晶法生长KTiOAsO4晶体，其中:籽晶晶向为Z向〈001〉，籽晶杆转速20 60rpm，籽晶杆旋转方式为正转-停止-反转，晶体生长起始温度850 950°C，温度梯度0.2 2°C /cm,降温速率0.5 2°C /day,降温40 60°C ;(6)晶体生长结束后，将熔盐炉降至室温，取出制得的KTiOAsO4晶体。优选的氟化物为=BaF2或NaF或KF中的任意一种或多种。优选的KTiOAsO4.K4As2O7、氟化物的混合体系中，KTiOAsO4与K4As2O7的摩尔比为0.4 0.8。优选的KTiOAsO4.K4As2O7、氟化物的混合体系中，F元素与KTiOAsO4的摩尔比为0.02 0.06。普通熔盐法一般采用K6P4O13体系为助熔剂，与现有技术相比，本方法采用K4As2O7为助熔剂，该助熔剂粘度小，传质好，生长得到的KTiOAsO4晶体无生长纹、无包裹物、均匀性良好。本专利技术解决了普通熔盐法生长的KTiOAsO4晶体存在生长纹、多畴缺陷、包裹物多、晶体均匀性差、不能重复性生长的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为得到的单畴KTiOAsO4的实物图；图2为KTi0As04〈001>晶面化学腐蚀后的显微镜图片；图3为KTi0As04〈001>晶面同步辐射X射线形貌图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种采用新型助熔剂熔盐法生长KTiOAsO4晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤:(I)用纯水将KH2AsO4加热溶解、过滤、冷却、析出，重结晶后去头去尾；(2)在超净房中，将重结晶后的KH2AsO4与K2C03、TiO2、氟化物加入钼坩埚中；(3)将钼坩埚放置于合料炉内，高温1000 1200°C搅拌合成KTiOAsO4、K4As2O7、氟化物的均匀混合物料,之后冷却至室温；具体化学反应为:2KH2As04+ K2C03 = K4As207 + C02 +2Η20,KH2As04+TiO2=KTi0As04+H20 ；(4)将钼坩埚迅速放入干燥的熔盐炉内；(5)顶部籽晶法生长KTiOAsO4晶体，其中:籽晶晶向为Z向〈001〉，籽晶杆转速20 60rpm，籽晶杆旋转方式为正转-停止-反转，晶体生长起始温度850 950°C，温度梯度0.2 2°C /cm,降温速率0.5 2°C /day,降温40 60°C ;(6)晶体生长结束后，将熔盐炉降至室温，取出制得的KTiOAsO4晶体。优选的氟化物为=BaF2或NaF或KF中的任意一种或多种。优选的KTi0As04、K4As2O7、氟化物的混合体系中，KTiOAsO4与K4As2O7的摩尔比为0.4 0.8。优选的KTiOAsO4.K4As2O7、氟化物的混合体系中，F元素与KTiOAsO4的摩尔比为0.02 0.06。实施例1:首先，用纯水将KTiOAsO4加热溶解、过滤、冷却、析出，重结晶后去头去尾；第二步，在超净房中，将重结晶后的KTiOAsO4与K2C03、TiO2^BaF2加入钼坩埚中；第三步，将钼坩埚置于合料炉中，以50°C /h的升温速率升至1100°C并恒温48h，搅拌合成摩尔比KTi0As04/K4As207=0.4、F/KTi0As04=0.02的均匀混合物料，之后以40°C /h的降温速率降至室温；第四步，将钼坩埚迅速放入干燥的熔盐炉内；第五步，以50°C /h的升温速率将熔盐炉升温至1100°C，恒温48h后先以30°C /h的降温速率降至865°C，再以5°C /h的降温速率降温至850°C，然后将预热后的籽晶下入熔体，待籽晶部分回熔之后，顶部籽晶法生长KTiOAsO4晶体，其中:籽晶方向为Z向〈001〉，籽晶杆转速20rpm，籽晶杆旋转方式为正转-停止-反转，晶体生长起始温度850°C，温度梯度0.2V /cm,降温速率 0.50C /day,降温 40°C ；第六步，晶体生长结束后，以40°C /h的降温速率将熔盐炉降至室温，取出制得的KTiOAsO4 晶体。参照图2，将上述方法制备的KTiOAsO4晶体加工成8X8X Imm3KTiOAsO4样品，放入220本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用新型助熔剂熔盐法生长KTiOAsO4晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）用纯水将KH2AsO4加热溶解、过滤、冷却、析出，重结晶后去头去尾；（2）在超净房中，将重结晶后的KH2AsO4与K2CO3、TiO2、氟化物加入铂坩埚中；（3）将铂坩埚放置于合料炉内，高温1000～1200℃搅拌合成KTiOAsO4、K4As2O7、氟化物的均匀混合物料，之后冷却至室温；（4）将铂坩埚迅速放入干燥的熔盐炉内；（5）顶部籽晶法生长KTiOAsO4晶体，其中：籽晶晶向为Z向，籽晶杆转速20～60rpm，籽晶杆旋转方式为正转?停止?反转，晶体生长起始温度850～950℃，温度梯度0.2～2℃/cm，降温速率0.5～2℃/day，降温40～60℃；（6）晶体生长结束后，将熔盐炉降至室温，取出制得的KTiOAsO4晶体。
【技术特征摘要】
1.一种采用新型助熔剂熔盐法生长KTiOAsO4晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)用纯水将KH2AsO4加热溶解、过滤、冷却、析出，重结晶后去头去尾； (2)在超净房中，将重结晶后的KH2AsO4与K2C03、TiO2、氟化物加入钼坩埚中； (3)将钼坩埚放置于合料炉内，高温1000 1200°C搅拌合成KTi0As04、K4As207、氟化物的均匀混合物料,之后冷却至室温； (4)将钼坩埚迅速放入干燥的熔盐炉内； (5)顶部籽晶法生长KTiOAsO4晶体，其中:籽晶晶向为Z向〈001〉，籽晶杆转速20 60rpm,籽晶杆旋转方式为正转-停止-反转，晶体生长起始温度8...
【专利技术属性】
技术研发人员：王世武，贾延伟，王鸿雁，
申请(专利权)人：青岛海泰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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