[发明专利]一种大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法在审
| 申请号： | 202111271504.3 | 申请日： | 2021-10-29 |
| 公开（公告）号： | CN114150365A | 公开（公告）日： | 2022-03-08 |
| 发明（设计）人： | 龙西法;杨晓明;苏榕冰;何超;王祖建 | 申请（专利权）人： | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 主分类号： | C30B9/12 | 分类号： | C30B9/12;C30B29/28 |
| 代理公司： | 北京元周律知识产权代理有限公司 11540 | 代理人： | 孙小万 |
| 地址： | 350002 福建*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 尺寸 铁石 榴石单晶 制备 方法 | ||
1.一种大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)获得含有钇氧化物、铁氧化物和复合助熔剂的混合原料；
所述复合助熔剂中包含Bi2O3；
2)通过顶部籽晶法生长得到钇铁石榴石单晶材料。
2.根据权利要求1所述的大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中根据化学式Y3Fe5O12所示的各元素的化学计量比称量钇氧化物、铁氧化物。
3.根据权利要求1所述的大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中复合助熔剂包括Z1组分、Z2组分和Z3组分；所述Z1组分选自PbF2、PbO、Pb3O4中的至少一种；所述Z2组分选自B2O3和/或H3BO3；所述Z3组分为Bi2O3；
优选地，复合助熔剂包括Z1组分4～6摩尔份、Z2组分2-3摩尔份、Z3组分1-2摩尔份。
4.根据权利要求1所述的大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中复合助熔剂在混合原料中的质量分数为68.25～73.78％。
5.根据权利要求1所述的大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括如下步骤：
(a)将混合原料放入铂金坩埚中化料，得到熔体；
(b)将熔体降到过饱和温度，所述过饱和温度为990-1040℃；引入籽晶进行晶体生长；晶体生长过程中的晶转速率为20～30rpm，降温速率为0.25～2℃/天；
(c)晶体生长结束，以50～60℃/h降温速率退火至室温，得到所述钇铁石榴石单晶材料。
6.根据权利要求5所述的生长大尺寸钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，所述步骤(a)中化料的温度为1000～1100℃。
7.根据权利要求5所述的大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中引入籽晶的方式为将钇铁石榴石籽晶悬在熔体液面中央；
优选地，所述步骤(b)中籽晶方向为[110]或[211]方向。
8.根据权利要求5所述的大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中过饱和温度的确定方法为，以30～50℃/天的速率降温，降温过程以钇铁石榴石籽晶3～5天未熔、未生长的温度作为熔体的过饱和温度。
9.一种单晶材料，其特征在于，所述单晶材料为根据权利要求1-8中任一项所述的方法制备的钇铁石榴石单晶材料。
10.根据权利要求9所述的单晶材料在微波器件或磁光器件中的应用。
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