[实用新型]微米晶气相生长装置

说明书

本实用新型实施例涉及晶体材料生长技术领域，提供了一种微米晶气相生长装置。微米晶气相生长装置包括：反应腔，反应腔内设置有原料棒；光束整形元器件，每个光束整形元器件上安装有激光输出头，多个光束整形元器件围绕反应腔设置并朝向原料棒定位；其中，原料棒的顶端位于经由多个光束整形元器件调整后汇聚形成的激光聚焦光斑处。本实用新型实施例提供的微米晶气相生长装置，通过设置光束整形元器件实现了光强分布的精确调控，同时将分散的光束调整成准直光束，通过多个光束整形元器件的光束聚焦，实现了聚焦光斑形状；通过设置激光输出头，将热源改为激光，增大了热源的加热功率，可实现高分解温度微米晶的生长，显著地提高了微米晶的生长速度。

技术领域

本实用新型涉及晶体材料生长技术领域，尤其涉及一种微米晶气相生长装置。

背景技术

微米晶由于具有较高的比表面积、特殊的形貌，成为了光电子器件材料的研究热点，其形貌包括微米柱、微米盘、晶须等。根据不同的形貌、尺寸和自身属性，微米晶在微纳光学器件、光催化，结构材料填料、表面改性等领域有广泛的应用。例如：柱状的ZnO微米晶可作为光学增益微腔，实现低阈值紫外激光激射。

目前微米晶体的制备方法主要有气相传输法、溶胶-凝胶法、微波加热法、光学气相过饱和析出法等。其中，光学气相过饱和析出法是一种由气相输运法演变而来的晶体生长技术，主要用于微米晶的生长，具有生长周期短、稳定性高、产量高等优势。光学气相过饱和析出法的技术原理是：原料棒在聚焦光斑下加热至分解温度并气化；高温蒸气以准热平衡状态迅速在反应腔内扩散；随着卤素灯的继续加热，蒸气压逐渐达到过饱和状态；由于蒸气溶解度过饱和，导致气态原子/分子析出，在成核区沉积并生长，形成微米晶。

传统设备中采用四个空间均匀分布的卤素灯光源作为加热源，由于光学浮区炉的椭球面反射镜汇聚光线的效果有限，加热区面积较大，温区形状无法调整，加上卤素灯光源的加热功率较低，致使原料反应较为缓慢，微米晶的生长速率较低。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的微米晶生长速率较低的问题，本实用新型实施例提供了一种微米晶气相生长装置。

根据本实用新型的一个实施例，微米晶气相生长装置包括：反应腔，所述反应腔内设置有原料棒；光束整形元器件，每个所述光束整形元器件上安装有激光输出头，多个所述光束整形元器件围绕所述反应腔设置并朝向所述原料棒定位；其中，所述原料棒的顶端位于经由多个所述光束整形元器件调整后汇聚形成的激光聚焦光斑处。

根据本实用新型的一个实施例，还包括可调基座，所述光束整形元器件安装在所述可调基座上。

根据本实用新型的一个实施例，还包括夹持器，所述夹持器的第一端夹持所述原料棒并且所述夹持器设置成能够在所述反应腔内升降和旋转运动。

根据本实用新型的一个实施例，还包括气氛调节器，所述气氛调节器与所述反应腔底部的进气口连接。

根据本实用新型的一个实施例，还包括顶部升降平台、与所述顶部升降平台连接的顶部升降电机和顶部旋转电机、底部升降平台、以及与所述底部升降平台连接的底部升降电机和底部旋转电机。

根据本实用新型的一个实施例，所述夹持器的第二端穿过所述底部升降平台连接在所述底部旋转电机上，以经由所述底部旋转电机驱动旋转并经由所述底部升降电机带动升降。

根据本实用新型的一个实施例，所述夹持器的第二端穿过所述顶部升降平台连接在所述顶部旋转电机上，以经由所述顶部旋转电机驱动旋转并经由所述顶部升降电机带动升降。