[发明专利]泡生法生长掺钛蓝宝石晶体

摘要

本发明涉及泡生法生长掺钛蓝宝石晶体，属于晶体材料领域。本发明目的在于提供了一种将泡生法生长晶体技术成功应用于掺钛蓝宝石单晶生长的方法。本发明采用专用的高温炉和方法，成功生长出大尺寸掺钛蓝宝石单晶。本发明生长的掺钛蓝宝石晶体，内应力小，尺寸可达到200mm，利用率高，所生长的掺钛蓝宝石晶体可以应用于掺钛蓝宝石激光器等方面。

主权项

一种泡生法生长掺钛蓝宝石晶体，它在高温炉中进行，这种高温炉包括炉体（2），炉体（2）上有冷却水接入口（1），炉体（2）内设有坩锅（4），坩锅（4）设置在一个托盘（8）上，坩锅（4）和炉盖（5）之间抽真空，坩锅（4）和炉体（2）之间有保温层（3），炉盖（5）上设有籽晶杆（6），籽晶杆（6）有重量计，籽晶杆（6）的下端有蓝宝石籽晶（7），其特征在于按以下工序进行：a、将高纯氧化铝原料和高纯氧化钛原料按钛离子的掺杂浓度比例放入坩埚（4）内，关闭炉盖（5），炉体（2）通入冷却水，打开真空泵，抽真空至6×10‑3Pa 之后，以4KW/h的速度增加加热功率，加热至原料完全熔化，整个生长过程都在真空下进行；b、缓慢调节蓝宝石籽晶（7）使其下端至熔体液面以上5mm处，蓝宝石籽晶（7）中心与坩埚的几何中心相对偏差不大于10mm；c 、采用提拉工艺，将蓝宝石籽晶（7）浸入熔体内，调节加热功率，使液面温度稍低于凝固点，蓝宝石籽晶（7）生长，控制结晶端部形状使其沿蓝宝石籽晶（7）中心对称，从而完成引晶过程；d、控制提拉速度为0.2mm/h，调节加热功率，使晶体长至所需尺寸，停止提拉，完成放肩过程；e、调节加热功率，使得晶体质量均匀增加，增加速度为350g/h，等晶体质量不再增加后，完成晶体生长过程；f、等重量计显示晶体质量不再增加后，调节加热功率下降的速度为30～50瓦，当炉内温度降至1500度之后，恒温10小时，对晶体进行退火处理，再次调节加热功率下降速度为50～100瓦，降至温度为室温。