[发明专利]一种LT晶体及其生长方法

说明书

本发明公开了一种LT晶体及其生长方法，属于晶体生长技术领域，其生长方法为将LiCO₃和Ta₂O₅烘干，混合，800℃保温2h，升温至1300℃保温6‑8h，得到多晶料；将多晶料转移至铂金坩埚中并置入提拉法晶体生长炉中，升温至1690‑1710℃使多晶料完全熔化后再保温1‑2h，得到熔体；按照2‑5℃/min的速率将熔体降温至1651℃±1℃，通过籽晶杆接种籽晶，在3mm/h的提拉速度和5‑10r/min的籽晶杆旋转速度下使晶体提拉生长，再通过缩颈、放肩、等径、收尾、脱离、冷却、退火和极化工序后得到LT晶体；采用铂金坩埚工序更加简单，制备出的LT晶体不会产生Ir包裹体，拥有较好的光学质量。

技术领域

本发明属于晶体生长技术领域，具体涉及一种LT晶体及其生长方法。

背景技术

陶瓷压电材料(PZT)是主要的压电材料，但随着相关设备功率及灵敏度的提升，陶瓷压电材料的压电性能已经无法满足使用需求，晶体压电材料逐步占据更大的市场份额。晶体压电材料一般是指压电单晶体，是指按晶体空间点阵长程有序生长的晶体，这种晶体结构无对称中心，因此具有压电性。

当下晶体压电材料主要有LT和LN两大类。LT晶体不溶于水，具有化学性能稳定高的特点，其居里点高于600℃，不易出现退极化现象，介电损耗低，探测率优值高的优良特性，成为热释电红外探测器应用材料的最佳选择。过抛光的LT晶片广泛用于谐振器、滤波器、换能器等电子通讯器件的制造，尤其以它良好的机电耦合、温度系数等综合性能而被用于制造高频声表面波器件，并应用在手机、对讲机、卫星通讯、航空航天等许多高端通讯领域。

LT晶体以其优良的材料属性，广泛应用于通信领域。由于LT晶体的熔点在1650℃左右，一般利用铱金(I r)坩埚作为其生长的器皿，但是I r坩埚在高温下容易氧化，所以需要在N₂的保护下进行使用。在I r坩埚中生长的LT原生晶体呈淡黄色，在空气中放置一段时间后颜色会更深，退火之后则为淡绿色，这是晶体在N₂氛围中缺氧生长出现色心缺陷所致，在空气中退火可以消除这类缺陷，同时也能减少晶体中的残余应力。利用I r坩埚生长LT晶体比较安全，但是LT晶体中容易形成I r包裹体，光学质量比较差，为了提高LT晶体的光学质量，因此提出一种LT晶体及其生长方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LT晶体及其生长方法，以解决背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种LT晶体的生长方法，包括如下步骤：

步骤一：将LiCO₃和Ta₂O₅在120℃的条件下烘干，然后转移至球磨机中，在100-150r/min的条件下球磨4-5h，将充分混合后的原料转移至铂金坩埚中，利用高温烧结炉在室温下按照80-100℃/min的速率升温至800℃，保温2h，然后按照100-150℃/min的速率升温至1300℃，保温6-8h，得到多晶料；

步骤二：将多晶料转移至铂金坩埚中并置入提拉法晶体生长炉中，利用中频感应加热的方式并按照100-150℃/min的速率升温至1690-1710℃，多晶料完全熔化后保温1-2h，得到熔体；

步骤三：然后按照2-5℃/min的速率将熔体降温至1651℃±1℃，通过籽晶杆下入籽晶，使籽晶端部微熔将籽晶接种在熔体表面，然后在3mm/h的提拉速度和5-10r/min的籽晶杆旋转速度下，使晶体提拉生长，再通过缩颈、放肩、等径、收尾、脱离、冷却、退火和极化工序后得到LT晶体。

进一步地，退火的条件为：1325±25℃，保温4-6h。