晶体生长的加热装置的制作方法

本实用新型涉及晶体的制备领域，尤其涉及提拉法晶体生长的加热装置。

背景技术：

提拉法是一种从熔体中生长晶体的方法，是目前常用的晶体的生长方法，具有生长速度快、污染小、易观察、晶体质量高等优点，广泛应用于硅、宝石、钇铝石榴石、钒酸钇、硅酸钇镥、铽镓石榴石、二氧化碲等晶体的生长。

提拉法晶体生长时，随着晶体的提拉生长，坩埚内熔体的量逐渐减小，坩埚裸露的面积逐渐增加，使熔体和晶体受到坩埚辐射的热量增加，从而降低了熔体的温度梯度。温度梯度的降低会影响熔体的对流状态，进而影响熔体的对流状态、晶体的界面形状和掺杂离子的分凝系数，严重者导致组分过冷或者界面反转，使晶体出现气泡、云层、散射颗粒等缺陷，影响晶体的质量和产率，特别是对于较低热导率和较小分凝系数掺杂元素的晶体生长有严重的影响。

所以，有必要设计一种新的晶体生长的加热装置以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术问题，设计一种新的晶体生长的加热装置。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种晶体生长的加热装置，该装置包括一坩埚和包覆坩埚的保温材料，所述坩埚部分或者完全包覆于保温材料内，所述保温材料由上至下的热导率逐渐增加。

作为本实用新型的进一步改进，所述坩埚呈楔形或者碗形，坩埚口直径大于坩埚底直径且坩埚水平截面积直径自上而下逐渐减小。

作为本实用新型的进一步改进，所述保温材料由氧化锆、氧化铝、莫来石、硅酸铝的一种或几种材料制备而成。

作为本实用新型的进一步改进，所述保温材料从上到下分为至少两层。

本晶体生长的加热装置所制备得到的晶体无开裂、气泡、夹杂、散射等缺陷，达到了良好的长晶效果。

附图说明

图1为本实用新型晶体生长的加热装置的实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种晶体生长的加热装置100，该装置100包括一坩埚110和包覆坩埚110的保温材料120，所述坩埚110部分或者完全包覆于保温材料120内，所述保温材料由上至下的热导率逐渐增加。

在本实用新型的某些实施例中，所述坩埚呈楔形或者碗形，坩埚口111直径大于坩埚底112直径且坩埚110水平截面积直径自上而下逐渐减小。

在本实用新型的某些实施例中，所述保温材料由氧化锆、氧化铝、莫来石、硅酸铝的一种或几种材料制备而成。

在本实用新型的某些实施例中，所述保温材料从上到下分为至少两层。

本实用新型所制备得到的晶体无开裂、气泡、夹杂、散射等缺陷，达到了良好的长晶效果。

上述的晶体生长的加热装置能够应用于掺杂钒酸钇晶体、掺杂钒酸钆晶体、掺杂钇铝石榴石晶体、掺杂铝酸钇晶体、掺杂铝酸镥晶体、掺杂钆镓铝石榴石晶体、掺杂镥铝石榴石晶体、掺杂硅酸钇镥晶体、铽镓石榴石晶体、二氧化碲晶体、锗酸铋晶体的生长。

实施例1。

采用晶体生长的加热装置100来制备硅酸钇镥晶体，该装置100包括一坩埚110和包覆坩埚110的保温材料120，坩埚110部分或者完全包覆于保温材料120内，坩埚呈楔形，坩埚口111的直径为150mm，坩埚底112直径为140mm，坩埚高度为130mm。坩埚内装有14kg硅酸钇镥原料。坩埚周围有氧化锆保温材料。保温材料分为三层，保温材料由上至下的热导率逐渐增加，从上到下的热导率分别是1.5w/m·k、2w/m·k、3w/m·k。采用上述晶体生长的加热装置所制备得到的硅酸钇镥晶体无色，晶体直径为80mm、长度为200mm，晶体无开裂、气泡、夹杂、散射等缺陷。

实施例2。

采用晶体生长的加热装置100来制备钒酸钇晶体，该装置100包括一坩埚110和包覆坩埚110的保温材料120，坩埚110部分或者完全包覆于保温材料120内，坩埚呈楔形，坩埚口111的直径为60mm，坩埚底112直径为15mm，坩埚高度为50mm。坩埚内装有350g的钒酸钇原料。坩埚周围有保温材料氧化锆砂。由上到下分为五层，五层氧化锆砂的粒径分别为50目、30目、20目、10目和5目，保温材料由上至下的热导率逐渐增加，从上到下的热导率分别是1.0w/m·k、1.5w/m·k、2w/m·k、2.5w/m·k、3w/m·k。采用上述晶体生长的加热装置所制备得到的硅酸钇镥晶体无色，晶体直径为30mm、长度为40mm，晶体无开裂、气泡、夹杂、散射等缺陷。

实施例3。

采用晶体生长的加热装置100来制备二氧化碲晶体，该装置100包括一坩埚110和包覆坩埚110的保温材料120，坩埚110部分或者完全包覆于保温材料120内，坩埚呈楔形，坩埚口111的直径为100mm，坩埚底112直径为80mm，坩埚高度为100mm。坩埚内装有3.5kg的二氧化碲原料。坩埚周围有四层保温材料，其中顶部为氧化铝保温棉，热导率0.3w/m*k；第二层为氧化铝空心球，热导率为0.5w/m*k；第三层为氧化铝空心砖，热导率为1w/m*k；第四层为莫来石砖，热导率为3w/m*k。采用上述晶体生长的加热装置所制备得到的二氧化碲晶体无色，晶体直径为70mm、长度为100mm，晶体无开裂、气泡、夹杂、散射等缺陷。

本晶体生长的加热装置所制备得到的晶体无开裂、气泡、夹杂、散射等缺陷，达到了良好的长晶效果。

尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。