[发明专利]单晶立方倍半氧化物的制备方法及其用途

摘要

本发明涉及采用高温助熔剂生长技术制备块状或薄膜的掺杂有正三价镧系元素离子的钪、钇或者稀土金属的立方倍半氧化物单晶（空间群No.206,Ia-3）的方法，以及根据该方法获得的所述单晶的各种应用，特别是在光学领域中的应用。

主权项

制备块状或者薄膜单晶的方法，所述单晶由掺杂有至少一种镧系元素的钪、钇和/或稀土金属的立方倍半氧化物的基体形成，所述单晶相应于下式（I）：R12O3:R2        (I)其中：‑R1为选自钪、钇和镧系元素的至少一种三价金属；‑R2为选自镧系元素的至少一种元素；所述方法的特征在于：该方法在化学惰性的坩埚中进行，并包括以下阶段：1）制备粉状混合物（PM1），粉状混合物至少包括：‑一种溶质，其由摩尔百分比为（1‑x）的至少一种下式（IIa）的倍半氧化物和摩尔百分比为（x）的至少一种下式（IIb）的倍半氧化物的机械混合物形成：(R’12O3)1‑x (IIa)+(R’22O3)x (IIb)其中，R’1与R1相同，R’2与R2相同，并且0＜x≤25摩尔%，所述溶质在混合物PM1中的含量为z，且5摩尔%＜z≤30摩尔%，‑下式（III）的合成溶剂：[Li6(R”11‑xR”2x’)(BO3)3]       (III)其中：‑R”1和R”2分别与R1和R2相同，并且x’=x；2）将上述阶段1）得到的粉状混合物PM1置于至少等于所述混合物的熔点（TM.p.）且≤1250℃的温度TPM1，以使溶质在式（III）的溶剂中溶解，并获得所述溶质在式（III）的溶剂中的液体溶液；3）在通过围绕垂直轴旋转的固相载体的搅拌下，将所述液体溶液在温度TPM1下保持至少6小时的时间；4）将所述液体溶液受控冷却，从温度TPM1降到在所述液体溶液的饱和温度(TSat)与所述液体溶液的临界过饱和温度(CTSuper)或溶液的固化温度之间的温度TExp，以使得式(I)的预期倍半氧化物在浸没在所述液体溶液并围 绕垂直轴旋转的所述固相载体上受控结晶，所述冷却以1℃.h‑1的最大速率进行；5）将所述固相载体从所述液体溶液中取出，然后以50℃.h‑1的最大速率从温度TExp降至环境温度，将在所述固相载体上结晶的式(I)的倍半氧化物受控冷却。