Cristal de tantalato de litio y su aplicación - 05

2.2 Fabricación de cristal de tantalato de litio con una relación casi estequiométrica

La preparación de tantalato de litio casi estequiométrico.  (NSLT) los cristales son difíciles. Los métodos actuales incluyen principalmente :  el método de doble crisol, el método de extracción de flujo, el método de zona de flotación y el método de equilibrio de intercambio de fases gaseosas.

2.2.1 El método del doble crisol

En el método del doble crisol ,  el material fundido debe agregarse continuamente  al crisol durante el proceso de preparación de cristales para mantener la composición fundida sin cambios. El NSLT  El cristal preparado mediante este método tiene una composición uniforme, pero el proceso es complejo y el costo alto. Al mismo tiempo, la segregación de la interfaz sólido-líquido hace que el cristal crecido tenga una gran cantidad de franjas de crecimiento.

2.2.2 El método de extracción de flujo

En el método de extracción de fundente , el fundente se añadió a la masa fundida para ajustar el punto de fusión del cristal. El fundente más utilizado actualmente es K ₂ O. Este método es menos difícil de realizar , pero el problema es que el fundente entrará fácilmente en el cristal. A medida que aumenta la relación de flujo, los componentes de la masa fundida continúan cambiando con el crecimiento del cristal, lo que dificulta garantizar la uniformidad del contenido en el cristal . Jia et al. Se cultivaron con éxito cristales de tantalato de litio dopados con magnesio con una proporción casi estequiométrica utilizando 4% de MgO y 14,5% de K _2. CO3 _{_} Después de un proceso de crecimiento de 7 días, un SNLT dopado con MgO  Se obtuvo un cristal con un diámetro de ∅50 mm y una longitud de 45 mm . Zheng Wei et al. usado esto es  método para preparar SNLT dopado con zinc  Cristales con un diámetro de ∅15 mm y una longitud de 10 mm.

2.2.3 La zona de flotación  método

Elflotarzona El método utiliza energía térmica para crear una zona de fusión en un extremo de la varilla semiconductora, luego suelda el cristal semilla, ajusta la temperatura para hacer que la zona de fusión se mueva lentamente hacia el otro extremo de la varilla y completa la preparación del cristal en toda la varilla. Al usaresmétodo para prepararNSLT cristales, la pérdida por volatilización de Litio necesita ser considerado. Al configurar las materias primas,r(Eso)/r(Nb) debe ser ligeramente mayor que 1.Bapero en este método,investigadores desarrollado el iridio-calefacciónzona de flotación métodoque tiene ventajas dealta tasa de utilización de materia prima, bajoconsumo de energía, y produciendo LT cristalconDistribuidos equitativamente componentesy buen internocalidad. Hsu et al. usó la horizontalflotarzonamétodo para crecer sin dopar yMgO-dopadoLT cristales con proporciones casi estequiométricas. Thes El método también puede mantener la composición fundida sin cambios durante el proceso de crecimiento del cristal.

2.2.4 El método del equilibrio de intercambio de fases gaseosas

La mayor ventaja del método de equilibrio de intercambio de fases gaseosas es queel contenido de Li del cristalpuede ser controladodurante elcristalproceso de crecimiento.Al utilizar este método, LT Se pueden obtener muestras con cualquier contenido de Li conocido según las necesidades reales. Sin embargo, este método lleva mucho tiempo procesar los cristales y essoloadecuado para tallas grandes. La preparación de muestras de sección delgada es difícil para obtener monocristales estequiométricos grandes.Cuando usas thes método,Xiao y col. Probó las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas delNSLT obleas y descubrió que como el Litioaumentado en el cristal,tla conductividad delLT La oblea primero disminuye, luego aumenta y luego disminuye. CuandoX (Li) = 49,64% (fracción molar), la conductividad máxima es 4,4×10 ^-12Oh^-1cm ^-1. Al analizar las propiedades térmicas y mecánicas deel SNLT obleas con diferentesX(Li), se encontró que tla conductividad delLT La oblea primero aumenta y luego disminuye.tLa conductividad térmica alcanza el valor máximo (4,6 W/(m·K))cuando X (Eso) = 49.75%. El estudiotambiéndescubrió que cuandoX(Li)=49,64%~49,75%, la oblea tiene mejores propiedades eléctricas y térmicas. Al mismo tiempo,elanálisis térmico diferencial y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) fueron utilizados para probar y analizarNSLT cristal y el efecto deX (Li) sobre la temperatura de Curie y los defectos internos delNSLT Se estudió el cristal. Elinvestigadores encontró que cuando elX (Li) aumenta, la energía de enlace correspondiente al Ta ⁺⁴ pico de capa electrónica en la XPD El espectro primero disminuye y luego aumenta, lo que indica quetLa proporción de Tacon diferentevalencias en la obleavaría conX (Eso).