2四硼酸锂(LBO)单晶的坩埚下降法生长

专利号：88105599.9

专利权人：中国科学院上海硅酸盐研究所

发明人：范世王文等

简介：本发明属于单晶生长领域。迄今为止，四硼酸锂(Li2B4O7；L BO或LTB)单晶生长，国内外均采用提拉法。该生长方法的基本特征是在提拉法单晶炉内，通过交频或电阻加热熔化在铂坩埚内的四硼酸锂原料，再经过下种、缩颈、旋转提拉等操作， 生长出一定方向和一定尺寸的LBO单晶。该单晶具有高声表面波(SAW)有效机电耦合系数(K 2≈1%)，零延迟温度系数(TCD＝0)的切向，高声速、比重轻、不需极化、冷加工性能好的优点。因此，LBO单晶压电材料是一种有前途的SAW和BAW(体声波)四件的温度补偿基片材料。 由于LBO熔体粘度大、晶体热膨胀的各向异性，用提拉法生长LBO单晶体时，易出现白色丝状包裹物、气泡生长裂纹、组份过冷条纹等宏观缺陷和开裂破碎。该方法单机单产，加上因LBO熔体粘度大而不可能实现快速完整生长。因此该工艺效率低，国际上尚未实现LBO单晶的工 业化生产。本发明的目的是提供一种稳定可靠的高质量LBO单晶的生长方法，以实现LBO新型 压电单晶的工业化生产，即生长LBO压电单晶的Bridgman法。本发明的主要技术内容是：将 高纯(99.9%，以下同)LBO原料压块置入下部安放一定尺寸和方向晶种的坩埚中；铂坩埚置 于Bridgman单晶炉中，熔化原料和晶种放顶部，在一定炉温下控制坩埚下降速度，即可生长 出无宏观和显微缺陷的高质量LBO单晶体(即无色透明、完整性好、不易开裂的LBO单晶体)。 本方法温场稳定、工艺设备简单、操作方便，可将多只坩埚放入Bridgman单晶炉内，同时生长不同形状和尺寸的单晶。

　　本发明曾获国家发明二等奖，该项发明专利在本所实施后，累计新增销售额1809.64万元， 累计新增利润1524.25万元，创收外汇219.1万美元。