[发明专利]一种晶形完整的大尺寸电单晶体的制备方法

说明书

本发明属于红外热释电材料。

热释电材料TGFb[（NH₂CH₂COOH）₃.H₂BeF₄]性能优良，它有较高的居里温度（Tc＝73℃）和较高的优值比（P/ε＝1.5），故被广泛用于制作红外传感器、遥感遥控仪和红外探测器，但其不足之处在于育晶时单晶生成较困难，这就影响了它作为热释电材料的使用。

本发明的目的是为了解决TGFb单晶体生成困难，并提高热释电材料的优值比，为各种红外热释电器件提供性能优良、能在生产实践中得到应用的热释电材料。

为了达到上述目的，本发明主要是采用了部分的氟硼酸（HBF₄）取代TGFb晶体中部分的H₂BeF₄，并控制晶体生成的速度，其反应过程如下：

在育晶时，可采用降温法，降温速度为0.2°-0.8℃/昼夜，具体的温度控制是在70℃以下缓慢降温至饱和点，操作时使用育晶瓶和恒温槽，约经过30天后即可得到大尺寸的TGFbFb单晶。

使用本发明制得的TGFbFb单晶体与TGFb相比具有下列优点：

1.能生长出晶形完整的大尺寸单晶体。

2.本发明制得的TGFbFb单晶的热释电系数（P）比用同样方法制得的TGFb单晶的P值提高20%，其优值比也从1.50提高到1.93以上，居里温度保持在72℃以上（见表1）。

由于上述优点，使得应用TGFbFb热释电单晶体制作的红外器件的灵敏度比用TGFb制得的器件的灵敏度高且应用温度范围宽;在实际生产过程中，使用本发明的方法在晶体生成时，其工艺容易控制，易于在实际应用中推广。

表1：TGFbFb与TGFb单晶体在25℃

时的电学参数比较

名称  热释电系数  介电常数  居里温度  优质比（P/ε）

（P）（×10^-8（ε） （Tc） （×10^-9

（库/厘米².度） （℃） （库/厘米².度）

TGFb  1.64  14.3  ＞72  1.14

（自制）

TGFb  2.10-2.40  14-16  73  1.50

（文献）

TGFbFb  1.95-2.40  10-11  ＞72  ＞1.93

实例1

准备两个500毫升的烧杯，在其中一个烧杯中用去离子水溶解1.5摩尔的甘氨酸。在另一个烧杯中把0.4摩尔的H₂BeF₄和0.1摩尔的HBF₄混匀，然后把上述两烧杯的溶液同时缓慢地倒入育晶瓶中（边倒边搅拌），再把育晶瓶置于恒温槽中，溶液经高于饱和点10-15℃加热处理后，在70℃以下缓慢降温至饱和点生长晶体。育晶时的降温速度为0.2-0.8℃/昼夜，用作溶剂的去离子水的重量为育晶液总重量的40-65%，30天后可生成出TGFbFb单晶体12-30克。

实例2

操作同实例1，使用1.5摩尔的甘氨酸、0.15摩尔的H₂BeF₄和0.35摩尔的HBF₄。

实例3

操作同实例1，使用1.50摩尔的甘氨酸、0.475摩尔的H₂BeF₄和0.0250摩尔的HBF₄。