Способ выращивания монокристаллов тетрабората стронция
Авторы патента:
Использование: при изготовлении оптических элементов и в лазерном приборостроении. Сущность изобретения: выращивание монокристаллов осуществляют из расплавленной шихты стехиометрического состава на ориентированную затравку с вращением в условиях программируемого снижения температуры, при этом получают оптически однородные монокристаллы больших размеров (с объемом более 7000 мм3).
Изобретение относится к получению оптических материалов, в том числе имеющих нелинейно-оптические свойства, и может быть использовано при изготовлении оптических элементов и в лазерном приборостроении.
Наиболее близким к изобретению является способ выращивания монокристаллов тетрабората стронция и свинца из расплава стехиометрического состава включающий процесс приготовления шихты, разогрев до температуры плавлениями медленное охлаждение. Компонентами шихты для приготовления расплава состава SrB4O7 являются SrO и B2O3 взятые в молярном отношении 1:2, либо Sr(NO3)2, H3BO3, либо SrCO3, H3BO3. Недостатком известного способа является получение мелких (1 1 2 мм3), игольчатой формы кристаллов, не пригодных для использования в оптике. Задача изобретения - выращивание больших монокристаллов, пригодных для изготовления нелинейно-оптических устройств, оптических элементов УФ-диапазона, модуляторов света. Для этого в способе выращивания монокристаллов, включающем приготовление шихты стехиометрического состава, расплавление ее и последующее охлаждение, выращивание монокристаллов производится на ориентированную затравку с вращением и программированным вытяриванием. Способ осуществляют следующим образом. Вначале готовят шихту из B2O3 и SrO стехиометрического состава, тщательно перемешивают, плавят шихту в платиновом тигле с возможно большим заполнением объема в плавильной печи с градиентом температур в приповерхностном слое расплава. В расплав, нагретый выше температуры плавления, помещают реверсивно вращающуюся платиновую мешалку, устанавливают температуру расплава выше температуры плавления не менее 25oC, вводят ориентированную затравку в контакт с расплавом, подплавляют затравку, после чего понижают температуру расплава до температуры плавления и ниже для обеспечения разрастания монокристалла до заданного диаметра, затем стабилизируют температуру и кристалл вытягивают при непрерывном его вращении с регулируемой скоростью вытягивания по программе в соответствии с тепловыми характеристиками кристалл и тепловыми условиями в зона роста, а потом отрывают кристалл от расплава и охлаждают по программе. Способ был опробован в лабораторных условиях. Для получения расплава использовали стандартный платиновый тигель объемом 90 см3. При этом было взято 114,6 г B2O3 (ОСЧ) и 85,3 г SrO (ЧДА), что позволяет получить 75 см3 расплава. Тигель устанавливался в печь сопротивления, в положение, при котором градиент температуры в приповерхностном слоя расплава, измеренный незащищенной платино-платино-родиевой термопарой, составлял 80 - 100/см. Расплав нагревался выше температуры кристаллизации (970oC) на 25 - 30oC. В расплав помещалась платиновая мешалка, которая реверсивно вращалась со скоростью 60 об/мин и периодом 5 мин. Процесс гомогенизации расплава продолжался 5 - 1O ч. Ориентированную по кристаллографической оси С затравку вводили в печь до соприкосновения с расплавом при 970 - 975oC. В процессе подплавления затравки температура быстро снижается до температуры кристаллизации. По достижении температуры кристаллизации устанавливалась скорость снижения температуры 2oC/сут и скорость вытягивания кристалла 1,5 мм/сут. Кристалл разращивался в конус до диаметра 20 мм. Снижение температуры прекращалось и устанавливалась скорость подъема кристалла 2 мм/сут. По достижении длины кристалла 20 мм кристалл приподнимают до отряда от расплава и охлаждают с печью со скоростью 20oC/сут. Полученные кристаллы имели объем более 7000 мм3. Предлагаемый способ выращивания обеспечивает по сравнению с существующими в качестве преимущества большие размеры монокристалла, позволяющие использовать кристаллы для изготовления оптических преобразователей частоты и оптических элементов, однородность кристалла.Формула изобретения
Способ выращивания монокристаллов тетрабората стронция, включающий приготовление шихты стехиометрического состава, расплавление ее и последующее охлаждение, отличающийся тем, что выращивание монокристаллов производится на ориентированную затравку с вращением и программированным вытягиванием.
Похожие патенты:
Монокристаллический ювелирный материал // 2093617
Изобретение относится к гидротермальным способам получения монокристаллов твердых растворов Sb(Nb1-xSbxO4 (X=X0,3 моль) и может быть использовано в фотополупроводниковой, пьезоэлектрической, пироэлектрической области, а также в химической технологии создания композиционных материалов
Способ обработки монокристаллов йодата лития // 2090666
Изобретение относится к области получения монокристаллов высокотемпературных сверхпроводников, в частности Bi2Sr2CaCu2O8 для использования в качестве активных элементов СВЧ- техники, работающих на основе эффекта Джозефсона
Изобретение относится к монокристаллическому пироэлектрическому материалу, содержащему оксид сурьмы, оксид ниобия и оксид никеля в качестве основы, и может быть использовано в области пироэлектричества
Изобретение относится к созданию новых материалов, а именно к выращиванию монокристаллов, которые широко используются в науке и технике
Изобретение относится к способу получения окрашенных кристаллов берилла для использования в ювелирной промышленности
Способ выращивания монокристаллов yba2cu3o7- // 2064023
Изобретение относится к области выращивания монокристаллов высокотемпературных сверхпроводников YВа2С3О7-б из высокотемпературных растворов, включающий нагрев исходной смеси оксидов Y2О3, ВаО2 и СuО до плавления, гомогенизацию раствора-расплава, охлаждение до температуры роста и выращивание при постоянной температуре
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии высокотемпературных сверхпроводников
Устройство для выращивания монокристаллов // 2102541
Устройство для выращивания монокристаллов // 2102541
Устройство для выращивания монокристаллов // 2102540
Устройство для выращивания монокристаллов // 2102540
Изобретение относится к получению кристаллов методом Чохральского и обеспечивает безопасность обслуживания устройства, повышает надежность его работы и снижает теплопотери
Изобретение относится к области получения полупроводниковых материалов и может быть использовано для получения кремния в форме пластин бестигельным методом
Изобретение относится к области получения полупроводниковых материалов и может быть использовано для получения кремния в форме пластин бестигельным методом
Изобретение относится к получению полупроводниковых материалов, в частности к получению стержней поликристаллического кремния как исходного сырья для выращивания монокристаллов кремния
Изобретение относится к способам выращивания монокристаллов галлийсодержащих оксидных соединений, а именно лантангалиевого силиката