专利名称：镓酸锂晶体的制备方法
技术领域：
本发明属于镓酸锂晶体的制备方法。
镓酸锂具有很高的电力机械偶合，高的声学Q，化学性质稳定，硬度大，介电常数低以及一定的压电性等特点。其应用前景是十分广泛的。目前，镓酸锂晶体主要用于氮化镓生长的衬底材料，由于其晶格匹配较其它衬底材料好引起人们的广泛兴趣。
60年代初期，镓酸锂晶体曾一度备受人们的关注。其制备方法有水热法，助熔剂法，提拉法和高温高压法。以上方法虽然能够制备出镓酸锂晶体，但它们都存在实验装置复杂，反应条件不易控制，反应时间长等问题。
90年代以来，随着氮化镓材料的研究与开发，再次成为人们关注的热点。在晶体生长方面，镓酸锂作为一种良好的衬底材料而引起人们的广泛兴趣。荷兰的《晶体生长杂志》186卷(1998年)第409-419页Takao Ishii,Yaosuo Tazoh,Shintaro Miyazawa“生长镓酸锂单晶用作氮化镓薄膜生长的衬底”一文中报导过相关的技术。该项技术是通过提拉法制得镓酸锂晶体，并以此作为衬底生长氮化镓薄膜。他们先将Li2CO3和Ga2O3按化学计量比混合，在1300℃煅烧20小时制得LiGaO2粉末，并将此放入晶体生长炉中。通入氮气作为保护气加热使镓酸锂粉末熔化。取一直径为50mm，长50mm的铱坩埚放入煅烧过的镓酸锂粉末作为晶种，铱坩埚通过一个450KHz的射频发电机进行热电感应。坩埚的提拉速度为2-5mm/h，旋转速度为30-60rpm。该方法由于使用的温度高，Li2O易挥发，反应条件难于控制，而且反应时间长，装置复杂。
本发明的目的是提供一种镓酸锂晶体的制备方法。该方法是通过化学气相沉积过程而获得镓酸锂晶体。
本发明的原理是将能提供挥发性锂源的物质与能提供挥发性镓源的物质密封在温控炉中，通过气相反应得到镓酸锂晶体。例如将碳酸锂，三氧化二镓，金属镓密封在温控炉中恒温加热，由于金属镓的加入使三氧化二镓挥发并与从碳酸锂中分解-挥发出的氧化锂反应，数小时后即可得到无色透明的镓酸锂晶体。
反应过程如下
本发明的制备过程称取Ga2O32-6克，金属Ga3-9克，Li2CO3、LiOH或Li2O 1-4克放入温控炉中，密封或通入还原性气体，温度控制在600-1100℃之间，恒温2-48小时后冷却至室温即得到无色、透明的镓酸锂晶体。此晶体研成粉末，X-射线测试结果与标准卡吻合。
本发明的方法反应时间短，产品质量好，纯度高，并对原料的纯度要求不高，工艺简单。
本发明提供的实施例如下
实施例1称取Ga2O32克，Li2CO31克，Ga 3克密封在温控炉中加热至600℃恒温48小时，冷却后可得到镓酸锂晶体。
实施例2称取Ga2O33.5克，Li2CO32克，Ga 4克密封在温控炉中加热至850℃恒温4小时，冷却后可得到镓酸锂晶体。
实施例3称取Ga2O36克，Li2CO34克，Ga 9克密封在温控炉中加热至1100℃恒温2小时，冷却后可得到镓酸锂晶体。
实施例4称取Ga2O34克，Li2O 3克，Ga 7克密封在温控炉中加热至900℃恒温3小时，冷却后可得到镓酸锂晶体。
实施例5称取Ga2O35克，LiOH 4克，在温控炉中通入NH3(30ccpm)加热至850℃恒温4小时，冷却后得到镓酸锂晶体。附X-射线测试结果
权利要求
1．一种镓酸锂晶体的制备方法，其特征在于称取Ga2O32-6克，金属Ga3-9克，Li2CO3、LiOH或Li2O 1-4克放入温控炉中，密封或通入还原性气体，温度控制在600-1100℃之间，恒温2-48小时后冷却至室温即得到无色、透明的镓酸锂晶体。
2．如权利要求1所述的镓酸锂晶体的制备方法，其特征在于通入还原性气体为NH3。
全文摘要
本发明属于镓酸锂晶体的制备方法。该方法是将能提供挥发性锂源的物质与能提供挥发性镓源的物质密封在温控炉中,气相反应。例如将碳酸锂,三氧化二镓,金属镓密封在温控炉中恒温加热,由于金属镓的加入使三氧化二镓挥发并与从碳酸锂中分解－挥发出的氧化锂反应,数小时后即可得到无色透明的镓酸锂晶体。本发明的方法具有反应时间短,产品质量好,纯度高,并对原料的纯度要求不高,工艺简单等特点。
文档编号C30B29/10GK1306105SQ0013618
公开日2001年8月1日 申请日期2000年12月27日 优先权日2000年12月27日
发明者马贤锋, 洪瑞金, 阎学伟, 赵伟 申请人:中国科学院长春应用化学研究所