[其他]钨酸锌单晶体的热处理去色工艺

说明书

钨酸锌单晶体的热处理去色工艺属于钨酸盐系列晶体制造领域。该晶体是一种性能良好的闪烁晶体，但即使采用纯度为99.99%。的高纯材料利用恰克洛斯基方法在大气气氛中生长的钨酸盐单晶一般仍呈红玫瑰色，会产生自吸收现象，从而降低了它的发光效率。因而还需要在大气气氛下进行一次热处理去色工艺才能发挥其良好性能。经热处理后，晶体会由红玫瑰色变成黄色，发光强度可提高5～7%但不能完全去色。关于红玫瑰色产生的原因，国际上有的认为是单晶中存在着杂质Fe，有的认为是胶体，有的认为是氧空位。我们经过详细研究倾向于后者，认为它与单晶中存在着由氧空位形成的色心有关。本发明就是基于这一个机理而提出的。

如GB2089777A专利所述，一般的热处理工艺是：在大气中，把用恰克洛斯基方法拉制出的晶体按一定尺寸要求用内圆切割机切成晶片，放入箱式高温炉中，用白金片填在晶体底部以防止晶体和炉的衬底在高温下发生反应。高温炉不必完全密封以便使空气中的氧气及时得到补充。接着，再缓慢升温至钨酸锌的熔点1230℃附近，一般用1100℃左右，根据晶片厚度再保温一定时间，以便使氧离子扩散入晶体，填充氧空位，去掉色心。然后，再缓慢地降温到室温。本发明的特征在于，把炉温加热到1100～1200℃之间，在晶片的C方向（〔001〕方向〕施加由200～300伏直流电压形成的电场。在热处理时，最佳的炉温范围为1150～1190℃。其保温时间随晶片厚度而定，加电场的目的在于加速氧离子在晶体内的扩散，这样，不需对晶体掺入任何杂质，就可获得外观完全去色的钨酸锌单晶。

实施例：

将一块15×11×9（mm^３）的晶体加热到1180℃并保温50小时，同时施加250伏直流电压，得到的晶体是完全无色的，经测定，其性能指标如下：

光幅射长度：1.1cm

发射谱峰值：480μm

光衰减时间：4ms

8ms

12ms

24ms

光产额：890p/McV

能量分辨率：12.6～15%

相对发光效率：～30%

无潮解现象。