[发明专利]用于生产氧正硅酸盐材料的晶体生长气氛

说明书

本发明涉及用于生产氧正硅酸盐材料的晶体生长气氛。公开了生长稀土氧正硅酸盐晶体的方法和使用所述方法生长的晶体。所述方法包括通过熔融包含至少一种第一稀土元素的第一物质来制备熔体和提供包含惰性气体和含氧气体的气氛。

对相关申请的交叉引用

本申请是2015年2月17日提交的美国专利申请序号14/623,760的部分继续申请案，该申请是2010年11月24日提交的美国专利申请序号12/953,582（现已放弃）的分案申请，其整个内容经此引用并入本文。

技术领域

本申请涉及晶体的生长。

背景技术

在一些生长晶体的方法，如Czochralski法中，使籽晶与熔体表面接触，然后从熔体中提拉。在其提拉时在籽晶上生长晶体。籽晶和生长的晶体有时也在提拉它们时围绕垂直轴旋转。在使用这种技术生长的大晶体中常出现生长不稳定性。作为一个实例，晶体可能开始以螺旋形而非所需的圆柱形生长。生长不稳定性可能由于晶体内的热膨胀系数变化而造成应力，这可能导致晶体碎裂。当在熔体中和在熔体上方的气氛中（晶体在其中生长）存在显著温度梯度时，这种碎裂更有可能。

生长不稳定性可能由足够大的温度梯度、熔体中的杂质积累、一些熔体成分的电荷态变化（其导致生成不同的分子络合物）以及过量熔体成分积聚在熔体表面与生长中的晶体之间的界面处而造成。

在稀土氧正硅酸盐闪烁晶体的生长中，晶格中的氧空位可能充当电荷陷阱，其降低在晶体吸收电离辐射时生成的电荷载流子（电子和空穴）的量。结果是闪烁效率降低和被称为余辉的来自晶体的不合意的持续发光。降低此类氧空位的浓度因此是理想的。这部分地通过生长成的晶体在含氧气氛中退火来实现。这是此类晶体制备中的额外步骤。

发明内容

公开了生长稀土氧正硅酸盐晶体的方法和用所述方法生长的晶体。所述方法包括提供用于晶体生长的气氛，其包含惰性气体和含氧气体。

附图说明

图1显示用于生长晶体的示例性装置。

图2是显示一种生长晶体的方法的示例性流程图。

图3显示示例性晶锭（crystal boule）。

图4显示示例性闪烁计数器。

图5是显示另一生长晶体的方法的示例性流程图。

具体实施方式

在使用如Czochralski法之类的方法的晶体生长过程中在熔体上方的气氛的控制对于控制生长稳定性和控制生长成的晶体的性质而言可能至关重要。特别地，在稀土氧正硅酸盐闪烁晶体的生长中，气氛和熔体组成的小心控制可同时使这些晶体生长中的至少三个问题最小化。