[发明专利]一种铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法

权利要求书

1.一种铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法，包括以下步骤：

步骤1、熔体的制备：以Tm₂O₃、Lu₂O₃、Bi₂O₃、Fe₂O₃、B₂O₃和PbO为原料，准确称取上述原料，其中，Tm₂O₃的质量百分含量为0.316％，Lu₂O₃的质量百分含量为0.286％，Bi₂O₃的质量百分含量为40.919％，Fe₂O₃的质量百分含量为5.736％，B₂O₃的质量百分含量为3.742％，PbO的质量百分含量为49.001％，按比例进行称重、混料，混合均匀后置于置于LPE(液相外延)炉内，在1000-1100℃下熔料、再于相同温度下搅拌10-12h得到所需熔体；

步骤2、基片清洗：采用SGGG基片并清洗备用；

步骤3、液相外延法生长单晶膜：将SGGG基片放入熔体中，采用液相外延法生长单晶厚膜；所述液相外延法具体为：

将熔体的温度降低到过冷状态，生长温度为795-805℃、生长时间约为30h，基片的旋转速度采用N阶变化：基片的第一阶旋转速度至第N阶旋转速度依次设置为R₁至R_N、且R_NR_N-1…R₁，设置基片的反转周期为t、阶段变换周期为T，基片的旋转速度以第一阶旋转速度开始在单个阶段变换周期内均匀升高至下一阶旋转速度、直至第N阶旋转速度，基片的旋转速度再以第N阶旋转速度开始在单个阶段变换周期内均匀下降至上一阶旋转速度、直至第一阶旋转速度，如此交替变化直至生长结束。

2.按权利要求1所述铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法，其特征在于，所述步骤3中，N＝2,3,4，液相外延法生长单晶膜的生长周期为2(N-1)个阶段变换周期。

3.按权利要求1所述铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法，其特征在于，所述步骤3中，反转周期t的取值范围为30～60S。

4.按权利要求1所述铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法，其特征在于，所述步骤3中，阶段变换周期T的取值范围为45～75min。

5.按权利要求1所述铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法，其特征在于，所述步骤3中，第一阶旋转速度的取值范围为20～80rpm，第N阶旋转速度的取值范围为100～110rpm。

6.按权利要求1所述铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法，其特征在于，所述步骤3中，第一阶旋转速度至第N阶旋转速度满足：ΔR₁ΔR₂…ΔR_N-1，ΔR_N-1＝R_N-R_N-1。

7.按权利要求1所述铋取代稀土铁石榴石单晶厚膜制备方法，其特征在于，所述步骤2中，清洗具体为：将SGGG基片依次在丙酮中超声清洗8-10min、无水乙醇中超声清洗8-10min、去离子水中超声清洗8-10min，然后在体积比为1:1的浓硫酸：过氧化氢混合溶液浸泡10-15min，而后再放入碱溶液中浸泡8-10min，接下来再在去离子水中超声清洗8-10min，最后采用去离子水冲洗基片2-3次。