[发明专利]一种BaGa4

权利要求书

1.一种BaGa₄Se₇的多晶合成装置，其特征在于，所述多晶合成装置包括气相传输石英管(1)、氮化硼小舟(2)和石英小管(3)；

所述气相传输石英管(1)为一端封闭的石英管，在石英管中部管壁向管内凹陷形成环形凹槽(4)，该环形凹槽将气相传输石英管分为两部分，其中，环形凹槽至封闭端依次为过渡区和高温区，环形凹槽至开口端为低温区；

所述氮化硼小舟用来盛放高纯度的钡单质和镓单质，并放置在气相传输石英管(1)的高温区；

所述石英小管用于盛放硒单质并放置在气相传输石英管(1)的低温区，石英小管一端封闭，封闭端设有一个小孔(5)；

所述石英小管的封闭端置于环形凹槽的位置，石英小管的开口端置于气相传输石英管的开口端。

2.根据权利要求1所述的BaGa₄Se₇的多晶合成装置，其特征在于，所述气相传输石英管的长度950-1150mm，内径34-38mm，壁厚2-3mm，环形凹槽的深度为2-3mm。

3.根据权利要求1所述的BaGa₄Se₇的多晶合成装置，其特征在于，所述石英小管长度220-280mm，内径28-30mm，壁厚2-3mm，小孔的直径2-3mm。

4.基于权利要求1-3任一项所述多晶合成装置的BaGa₄Se₇多晶合成方法，所述合成方法包括以下步骤：

1)以纯度≥6N的钡单质、镓单质和硒单质为原料，配料的摩尔比为钡：镓：硒＝1:4:7，另外添加过量1％-3％的硒单质；

2)清洗气相传输石英管、氮化硼小舟和石英小管，烘干，去除内部的水蒸气；

3)将钡单质和镓单质按照摩尔比1:4的比例混合放入氮化硼小舟里，将氮化硼小舟放在气相传输石英管的封闭端；再称量硒单质放入石英小管中，将石英小管放入气相传输石英管的另一端；将气相传输石英管抽高真空至10^-4Pa～10^-6Pa，再用氢氧火焰熔封，然后放入水平双温区合成炉中，盛有钡、镓的氮化硼小舟位于高温区，盛有硒的石英小管位于低温区，二者之间为过渡区；

4)首先使高温区的温度升至900～950℃，同时使低温区温度升至500～600℃，保温60～80小时；然后维持高温区温度不变，将低温区的温度升至比高温区高30～50℃，保温10-30小时；最后两端都以1-10℃/小时速度降至室温，得到BaGa₄Se₇多晶。