[发明专利]低成本稀土闪烁晶体的生长

摘要

本发明提供了稀土闪烁晶体生长工艺中生长参数的计算方法及低成本稀土闪烁晶体的生长工艺，包括以下步骤，首先将制备稀土闪烁晶体的氧化物原料进行混合后，得到混合原料；然后在真空或保护性气氛下，将上述步骤得到的混合原料经过烧结后，得到多晶料块；最后在真空或保护性气氛下，将多晶料块熔化后，在具有特定生长方向的籽晶的引导下，依据计算方法所计算的生长参数，采用提拉法进行晶体生长后，得到稀土闪烁晶体。本发明从晶体生长理论出发，通过特定的模拟、推演和计算方法，得到热力学允许的最快生长速率、提拉生长速率和晶体旋转速率等生长参数。该生长工艺，能耗低，贵金属损耗少，生长过程时间短，晶体成品率高，具有明显的低成本优势。

主权项

稀土闪烁晶体生长工艺中生长参数的计算方法，其特征在于，包括以下步骤，1)依据结晶生长的化学键合理论，参照式(I)，计算稀土闪烁晶体的各向异性相对生长速率，再得到模拟的稀土闪烁晶体的热力学生长形态；其中，Ruvw为晶体沿[uvw]方向的相对生长速率；K为速率常数；为沿[uvw]方向生长的化学键合能；Auvw为生长基元沿[uvw]方向的投影面积；duvw为晶体沿[uvw]方向的台阶高度；2)基于上述步骤得到的模拟的稀土闪烁晶体的热力学生长形态，确定提拉生长方向；3)根据上述步骤得到的提拉生长方向，确定沿轴向和径向方向的生长界面处的化学键合结构，再依据上述化学键合结构，找出相应的相对生长速率；4)将上述步骤找出的相应的相对生长速率，结合晶格能，得到稀土闪烁晶体生长过程中的生长速率；5)根据稀土闪烁晶体的等径尺寸和生长速率，计算得到稀土闪烁晶体的提拉生长速率和/或晶体旋转速率。