微下拉晶體成長法

微下拉晶體成長法(Micro-pulling-down,簡稱μ-PD微下拉法)是以連續的熔融餵料通過坩堝底部一微小通道來成長晶體的技術。熔融餵料抵達坩堝下方的固液兩相接面後會連續不斷地進行凝固。在穩定的操作情況下,液相熔融料和固相晶體會各自以等速被往下拉,但兩者的向下速度通常不會一樣。

此法可以成長多種晶體如釔鋁柘榴石矽鍺鈮酸鋰藍寶石氧化釔氧化鈧氟化鋰氟化鈣氟化鋇等等。[1][2]

晶體成長步驟

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微下拉晶體成長法示意圖

微下拉法已經發展出一套標準晶體成長程序,步驟大致如下:

  • 在坩堝中加入起始餵料(通常是粉末混合料)
  • 加熱坩堝直到起始餵料完全熔化
  • 上移晶種直到其接觸坩堝噴嘴或半月滴尾
  • 等待晶種上方略為熔化形成半月滴尾
  • 適當調整坩堝溫度及晶種位置以校正半月滴尾的形狀
  • 將晶種往下拉以開始成長晶體
  • 把剛長好的晶體與半月滴尾分離
  • 將整套系統(包括晶體與坩堝)冷卻至室溫

參見

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參考文獻

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  1. ^ Fukuda, Tsuguo; Chani, Valery I. T. Fukuda and V.I. Chani , 編. Shaped Crystals: Growth by Micro-Pulling-Down Technique. Berlin: Springer-Verlag. 2007. ISBN 3-540-71294-1. 
  2. ^ Yoshikawa, A.; Nikl, M.; Boulon, G.; Fukuda, T. Challenge and study for developing of novel single crystalline optical materials using micro-pulling-down method. Opt. Mater. 2007, 30 (1): 6–10. Bibcode:2007OptMa..30....6Y. doi:10.1016/j.optmat.2006.10.030.