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硅碳棒电阻加热炉生长担酸锉晶体的工艺条件

  本文报道了用硅碳棒电阻加热炉生长担酸锉晶体的工艺条件,对晶体的透过率、双折射梯度、压电和声表面波等物理性能进行了测试,并研究了担酸铿晶体在光波导方面的应用。担酸锉(LiTa03)单晶与妮酸铿(LiNbO)同构,属三方晶系,3m点群,它具有优良的压电、电光和热电性能,在激光、电子和集成光学领域有着广阔的应用前景。作为压电材料,它的突出优点是延迟时间温度系数低,在一20- 80℃范围内仅为18ppm,器件的热稳定性好,是制作SAW彩色电视机中频滤波器的优良材料。由于LiTaO。晶体的光学均匀性高,在集2晶体的生长原料的制备
  生长LiTaO,晶体所用原料LiZC03和Ta205,其纯度均达到99. 99。由相图(图1)可知,LiTaO。的固液同成分配比为Li/Ta=48. 75/51. 25=0. 951(摩尔比),比化学计量比(Li/Ta =1)略有偏差。晶体生长原料采用固液同成分配比,此时LiTaO:的合成反应为:0. 95LiC03+-Taz05-Lio. ssiTaOz. ss+0. 951COz个晶体生长工艺参数的选择。
  采用硅碳棒作加热体,从熔体中生长LiTaO:单晶,其中主要包括以下工艺参数。
  合适的温度梯度是保证晶体成功生长的首要条件,选择温度梯度要满足以下条件:(1)在熔体表面中心区域形成合适的过冷度;(2)晶体生长过程中温度稳定,晶形容易控制;(3)晶体的热应力小,不产生裂纹,(4)不产生组分过冷。本课题选用的轴向温度梯度为:液面上40 ℃ /cm,液面下18 ℃ /cm,径向温场均匀对称,热轴心与机械轴心重合。
  晶体的生长面沿其法线方向(轴向)在单位时间内增长的厚度,称为轴向生长速度,它包括机械的引上速度和液面下降速度二部分。晶体的生长速度受温度梯度的制约,为了得到宏观完整的晶体,生长速度有一定的临界值,超过这个值,就会产生组分过冷,出现网络、云丝等缺陷,晶体内应力增大,导致晶体开裂。在本实验中,生长20mm的晶体,其提拉速度为3mm/h , 40mm的晶体,提拉速度为2mm/h。www.sdzygw.com

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