[发明专利]高热导率、高电导率的共掺杂氧化镓晶体激光材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钛和铟离子共掺杂氧化镓晶体，化学式为β-(Ga_1-x-yTi_xIn_y)₂O₃，其中0.001<x<0.01，0.0001<y<0.001。

2.如权利要求1所述的钛和铟离子共掺杂氧化镓晶体，其中0.005<x<0.01，0.0005<y<0.001。

3.如权利要求1所述的钛和铟离子共掺杂氧化镓晶体，其中0.005<x<0.01，0.0005<y<0.001。

4.权利要求1至3任一项所述的钛和铟离子共掺杂氧化镓晶体的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按化学计量比将纯度大于99.999％的Ga₂O₃、Ti₂O₃和In₂O₃混合均匀，成型，烧结，得到共掺杂多晶料；

步骤2：将烧结好的原料放入生长炉的铱金坩埚中，以纯的β-Ga₂O₃晶体作为生长用的籽晶，生长方向平行于(100)解理面；

步骤3：生长炉抽低真空至炉压<10Pa后，充入Ar气，1380～1420℃加热并恒温0.5～0.8h，再充入CO₂气体，继续升温至1800～1900℃，使多晶陶瓷原料完全熔化并沿模具狭缝上升至模具顶端，恒温；

步骤4：将籽晶浸入模具上端熔体，待籽晶与熔体充分熔接后，依次进行引晶缩颈、放肩、等径生长的晶体生长过程；

步骤5：晶体生长结束后，脱模、退火冷却，即得到目的产物。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1中烧结的工艺条件为空气气氛下，1500～1700℃恒温15～20h。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤4中所述的放肩提拉速率由3.5mm/h逐渐增加至8mm/h，等径生长提拉速率为8mm/h。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤5中退火冷却的操作为晶体脱模后，先恒温1～2h后，进行原位退火，再在15～20h内冷却至室温。