[发明专利]一种氧化镓单晶闪烁体的制备方法

摘要

本发明涉及一种氧化镓单晶闪烁体的制备方法，其为中高压导模法，具体包括以下步骤：(1)取β‑Ga₂O₃粉末等静压压制成型，烧结，再放入导模炉铂铑合金坩埚内，同时，取β‑Ga₂O₃籽晶放入籽晶夹具内；(2)导模炉内抽真空后，通入高纯空气至7～12bar，缓慢感应加热铂铑合金发热装置至原料完全熔化，恒温；(3)继续升温，下降籽晶并进行烤籽晶，然后将籽晶充分接触模具刃口处熔体，依次开始高温引晶、缩颈、放肩生长、等径生长；(4)晶体生长结束后，脱模，冷却，即得到目的产物氧化镓单晶闪烁体。与现有技术相比，本发明消除了氧化镓晶体中的多晶、挛晶、开裂、氧空位缺陷，有效抑制了慢衰减成分的发光，能够获得高光输出、快衰减氧化镓单晶闪烁体等。

主权项

1.一种氧化镓单晶闪烁体的制备方法，其特征在于，其为中高压导模法，具体包括以下步骤：(1)取β‑Ga₂O₃粉末等静压压制成型，烧结，再放入导模炉坩埚内，同时，取β‑Ga₂O₃籽晶放入籽晶夹具内；(2)导模炉内抽真空后，通入高纯空气至7～12bar，缓慢加热至原料完全熔化，恒温0.5‑2h；(3)继续升温，下降籽晶并进行烤籽晶，然后将籽晶充分接触模具刃口处熔体，依次开始高温引晶、缩颈、放肩生长、等径生长；(4)晶体生长结束后，脱模，原位退火2‑6小时，经20～40小时冷却，即得到目的产物氧化镓单晶闪烁体；步骤(1)中所述的β‑Ga₂O₃粉末为99.999％的高纯β‑Ga₂O₃粉末，其烧结的工艺条件为：在1100～1300℃烧结10小时；步骤(2)中，加热所采用的装置为感应加热铂铑发热装置，其为呈矩形的铂铑合金发热体；所述的导模炉坩埚为呈矩形的带盖铂铑合金坩埚，其中心内嵌铂铑合金模具，感应时，铂铑合金发热体对所述铂铑合金坩埚呈对称加热；所述的感应线圈为方管矩形线圈；所述的铂铑合金发热体的长度90～150mm，宽度60～105mm，壁厚 1.5～3mm；所述的铂铑合金坩埚的长度80～130mm，宽度50～85mm，壁厚度2～4mm；铂铑合金模具顶部截面与拟生长的晶体截面形状相同，其模具顶部截面的长度为50‑75mm，宽度为5‑6mm；步骤(3)中继续升温的程度为20～50℃，升温后恒温15min；烤籽晶时，籽晶位于模具顶端上方，并与其距离2～4mm，烤籽晶的时间为10‑30min；步骤(3)中籽晶充分接触模具刃口处熔体，并保证籽晶在熔体中浸泡15‑40分钟；高温引晶、缩颈过程中，缩颈段截面积2～4mm²，缩颈段长度2～10mm；放肩生长过程中，提拉速度为2～10mm/h，并按10～25℃/h降温速率进行降温生长，并使晶体横向扩满至整个模具；等径生长过程中，提拉速度5～10mm/h，降温速率5～10℃/h。