[发明专利]光学浮区法生长掺稀土元素Ta2O5晶体的方法

摘要

光学浮区法生长掺稀土元素Ta2O5晶体的方法属于晶体生长领域。本发明步骤：将Ta2O5粉料与稀土元素氧化物粉料按照需要生长晶体的化学计量比进行混合；将步骤（1）中制得的混合料经过球磨、烘干、预烧、研磨过筛，然后将粉料装入长条形气球中密封，抽真空后等静压下压制成棒状的料棒；将制得的料棒经烧结后获得多晶棒；将多晶棒放入浮区炉中，设置升温速率为30～60℃/分钟至多晶棒和籽晶融化，调整多晶棒和籽晶的旋转速度和旋转方向，接种；然后设置晶体生长速度进行晶体生长；晶体生长结束后设置降温时间，冷却至室温。本发明无污染，周期短，效率高，能快速生长厘米量级、无宏观缺陷、高质量的掺稀土元素的Ta2O5晶体。

主权项

光学浮区法生长掺稀土元素Ta2O5晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）配料：将Ta2O5和稀土氧化物按照晶体组成比例配料制得混合料，其中，稀土元素氧化物的摩尔质量百分比范围为0.2mol%～1mol%，Ta2O5的摩尔质量百分比范围为99.8mol%～99.0mol%；（2）料棒的制备：将步骤（1）中制得的混合料经过球磨、烘干、200目过筛；在1300～1400℃保温12～24h条件下预烧后再次研磨，200目过筛，然后将粉料装入长条形气球中密封，抽真空、在60～70MPa的等静压下制成料棒；（3）烧结：将步骤（2）制得的料棒在烧结温度为1350～1500℃，烧结时间为12～24小时的条件下烧结，获得致密的多晶棒；（4）晶体生长：将多晶棒用白金丝挂在光学浮区炉的上端，实验使用纯Ta2O5晶体作为籽晶，用铂丝固定在籽晶托上，安装在下端，装好后用石英管密封，然后设置升温速率为30～60℃/分钟至多晶棒和籽晶开始融化，调整多晶棒和籽晶的旋转速度和旋转方向，保温5～10分钟后接种；然后设置晶体生长速度为3～8mm/h进行晶体生长；（5）降温：晶体生长结束后进行降温，设置降温时间为1.5～5小时，将晶体冷却至室温。