0，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为5?6小时，以20°C /小时降温速率降温至室温，获得大尺寸粉红色晶体。
[0018]实施例3
在图1的装置中，在石墨加热的电阻加热炉内，石墨坩祸生长。称取Re !BaY2F8原料，按照坩祸容积，然后将其与装入铂金坩祸中。抽真空至:TlO_5Pa，开始加热，加热到350°C恒温，充氩气95%和5%0?4至0.04MPa，继续升温至原料完全熔化。恒温I小时，籽晶11固定于籽晶杆8，籽晶11下端与熔体10接触。接着与0.1?0.3mm /小时提拉。晶体以60?80度角度扩肩直至坩祸直径的80?90%，然后通过ADC调节加热功率直径恒定。选取最小4X4mm，长度不小于50mm的籽晶引晶，维持60度放肩角，晶体生长直至坩祸直径的80%，通过调节转速和加热功率，直至晶体生长结束与熔体脱离，晶体生长到设定尺寸时，快速提拉氟化物晶体9脱离剩余熔体10，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为6小时，以20°C/小时降温至室温。获得大尺寸透明晶体。
[0019]实施例4
根据{xTmF3+ yTmF3 (l_x-y)YF3}: BaF2=2:1，称取 Ho:Tm !BaY2F8原料，其中根据掺杂激活离子浓度以及敏化离子浓度(Ho3VTm3+)浓度，Ho3+浓度为0.2，Tm3+浓度为0.1 ;原料置于石墨加热的电阻加热炉铂金坩祸内。抽真空至:T 10_5Pa，开始加热，加热到350°C恒温，充氩气95%和5%CF4通过充气管7至0.04MPa，继续升温至Re:BaY 2F8原料完全熔化，恒温I小时。籽晶固定于籽晶杆，籽晶11固定在籽晶杆8上，转速控制在3rpm?5rpm，籽晶11下端与恪体10接触进行氟化物晶体生长，生长期间籽晶以3rpm?5rpm转速，0.1?0.3mm /小时提拉速率上升，使氟化物晶体9以60?80度角度扩肩直至坩祸直径的80%?90%，然后通过自动直径控制系统ADC通过调节加热功率保持所需直径；当氟化物晶体生长到设定尺寸时，快速提拉氟化物晶体9脱离剩余熔体10，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为5?6小时，以20°C /小时降温速率降温至室温，获得绿色大尺寸氟化物晶体。
【主权项】
1.一种大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于包括如下步骤:在加热炉内，按质量百分比将 IxReF3+ (1-X) YF31: BaF2=2:1, x=0 ?100% 多晶料，即 BaY2F8到 BaRe2F8，其中X为掺杂氟化钇钡含量，稀土 Re离子摩尔百分比为O?100% ;将上述合成好的Re:BaY2F8多晶料装入铂金坩祸，抽真空至10_5Pa?:T 10_5Pa，在400?500°C温度条件下，用通气管道向加热炉内先后通入氩气Ar、四氟化碳0匕气体；用控温仪控制加热功率使之熔化，熔化后至少恒温8小时，熔体完全熔化后，用铂金棒处理粘熔体表面漂浮物；坩祸内液面与炉内气体流动进行热交换形成轴向温度差，坩祸壁与坩祸中心形成径向温度差，引起熔体的自然对流；再用铂金夹头将a或b方向BaY2F8籽晶固定于籽晶杆，籽晶转速控制在3rpm?5rpm，下降籽晶与恪体接触进行氟化物晶体生长，生长期间籽晶以3rpm?5rpm转速，向上以0.1?0.3mm /小时速率上升，使氟化物晶体生长以60?80度角度扩肩直至坩祸直径的80%?90%，然后通过自动直径控制系统ADC等径控制调节加热功率；当氟化物晶体生长到设定尺寸时，设定快速提拉脱离熔体，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为5?6小时，以20°C /小时的降温速率降温至室温，获得大尺寸氟化物晶体。
2.根据权利要求1所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，所述稀土 Re为钕Nd、铒Er、铈Ce、钬Ho、铥Tm、铕Eu和铬Cr中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，，其特征在于，所述的Re !BaY2F8晶体是镧系稀土 Re离子中的一种到三种共同掺杂。
4.根据权利要求3所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，氟化钇钡晶体生长采用电阻加热和石墨保温系统，在石墨坩祸内进行晶体生长。
5.根据权利要求4所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，稀土掺杂氟化钇钡晶体生长在石墨加热的电阻加热炉内，按坩祸(I)容积称取Re !BaY2F8原料，，然后将其所述Re =BaY2F8原料装入铂金坩祸(I)中，抽真空(5)至3' 10 _5Pa，开始控制电阻加热器(2)加热，加热到350°C恒温，充氩气至0.04MPa，继续升温至Re:BaY2F8原料完全熔化，恒温I小时；籽晶固定于籽晶杆，籽晶(11)固定在籽晶杆(8 )上，转速控制在3rpm?5rpm，籽晶(11)下端与熔体(10)接触进行氟化物晶体生长，生长期间籽晶以3rpm?5rpm转速，0.1?0.3mm /小时提拉速率上升，使氟化物晶体(9)以60?80度角度扩肩直至坩祸直径的80%?90%，然后通过自动直径控制系统ADC调节加热功率保持所需直径；当氟化物晶体生长到设定尺寸时，快速提拉氟化物晶体(9)脱离剩余熔体(10)，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为5?6小时，以20°C /小时降温速率降温至室温，获得大尺寸氟化物晶体。
6.根据权利要求4所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，氟化物晶体生长气氛为Ar或Ar + CF4,生长气压为95%Ar + 5% CF4,生长气压为0.04MPa。
7.根据权利要求4所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，根据IxReF3+ (1-X)YF31: BaF2=2:1，选取最小4X4mm，长度不小于50mm的籽晶引晶，维持60度放肩角，制备Ho: BaY2F8原料，其中根据所需掺杂激活离子Ho3+浓度，掺杂氟化钇钡X取0.3 ;在石墨加热的电阻加热炉内，铂金坩祸生长；按照坩祸容积称取Re:BaY2F8原料，然后将其与装入铂金坩祸中，加热到350°C恒温，充氩气至90%和10%0?4至0.04MPa，继续升温至Re:BaY2F8原料完全熔化，恒温I小时，籽籽晶(11)固定在籽晶杆(8)上，转速控制在3rpm?5rpm，籽晶(11)下端与恪体(10)接触进行氟化物晶体生长，生长期间籽晶以3rpm?5rpm转速，0.1?0.3mm /小时提拉速率上升，使氟化物晶体(9)以60?80度角度扩肩至坩祸内直径的80%?90%，然后通过自动直径控制系统ADC通过调节加热功率保持所需直径；当氟化物晶体生长到设定尺寸时，快速提拉氟化物晶体(9)脱离剩余熔体(10)，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为5?6小时，以20°C /小时降温速率降温至室温，获得大尺寸粉红色晶体。
8.根据权利要求1所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，称取Re =BaY2F8原料，按照坩祸容积，然后将其所述原料装入铂金坩祸中，抽真空至3' 10 _5Pa，加热到350°C恒温，充氩气95%和5%0?4至0.04MPa，继续升温至原料完全熔化，恒温I小时，籽晶(11)固定于籽晶杆(8)，籽晶(11)下端与熔体(10)接触，接着与0.1?0.3mm /小时提拉，晶体以60?80度角度扩肩直至坩祸直径的80?90%，然后通过ADC调节加热功率直径恒定，选取最小4 X 4mm，长度不小于50mm的籽晶引晶，维持60度放肩角，晶体生长直至坩祸直径的80%，通过调节转速和加热功率，直至晶体生长结束与熔体脱离，晶体生长到设定尺寸时，快速提拉氟化物晶体(9)脱离剩余熔体(10)，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为6小时，以20°C /小时降温至室温，获得大尺寸透明晶体。
9.根据权利要求4所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，根据{xTmF3+ yTmF3 (Ι-χ-y) YF3}: BaF2=2:1，称取 Ho:Tm !BaY2F8原料，其中根据掺杂激活离子浓度以及敏化离子浓度(Ho3VTm3+)浓度，Ho3+浓度为0.2，Tm 3+浓度为0.1 ;原料置于石墨加热的电阻加热炉铂金坩祸内，抽真空至3Λ 10_5Pa，开始加热，加热到350°C恒温，充氩气95%和5%CF4 (7)至0.04MPa，继续升温至Re:BaY2F8原料完全熔化，恒温I小时；籽晶固定于籽晶杆，籽晶(11)固定在籽晶杆(8)上，转速控制在3rpm?5rpm，籽晶(11)下端与熔体(10)接触进行氟化物晶体生长，生长期间籽晶以3rpm?5rpm转速，0.1?0.3mm /小时提拉速率上升，使氟化物晶体(9)以60?80度角度扩肩直至坩祸直径的80%?90%，然后通过ADC通过调节加热功率保持所需直径；当氟化物晶体生长到设定尺寸时，快速提拉氟化物晶体(9)脱离剩余熔体(10)，开始退火，退火温度为熔点的90%，退火时间为5?6小时，以20°C /小时降温速率降温至室温，获得绿色大尺寸氟化物晶体。
10.根据权利要求1所述的大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，其特征在于，稀土掺杂氟化钇钡晶体退火在坩祸内进行。
【专利摘要】本发明提供的一种大尺寸稀土掺杂氟化钇钡晶体生长方法，在加热炉内，按质量百分比将{xReF3+（1-x）YF3}:BaF2=2：1,x=0～100%多晶料置于坩埚中，抽真空，向加热炉内先后通入氩气；用控温仪控制加热功率使之熔化，坩埚内液面与炉内气体流动进行热交换形成轴向温度差，坩埚壁与坩埚中心形成径向温度差，引起熔体的自然对流；再用铂金夹头将BaY2F8籽晶固定于籽晶杆，下降籽晶与熔体接触进行氟化物晶体生长；当氟化物晶体生长到设定尺寸时，开始退火，以20°C/小时的降温速率降温至室温，通过调节转速和加热功率，直至晶体生长结束与熔体脱离，在坩埚内退火，获得大尺寸氟化物晶体。本发明解决了氟化物熔体流动性能差造成晶体生长困难、晶体中气泡多等生长不利因素。
【IPC分类】C30B15-00, C30B29-12
【公开号】CN104562183
【申请号】CN201410845260
【发明人】官周国, 姚超, 罗辉, 官周牛, 郭春艳
【申请人】西南技术物理研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日