浮區(qū)法單晶生長(zhǎng)技術(shù)在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中具有無(wú)需坩堝、樣品腔壓力可控、生長(zhǎng)狀態(tài)便于實(shí)時(shí)觀察等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已被公認(rèn)為是獲取高質(zhì)量、大尺寸單晶的重要手段之一。激光浮區(qū)法單晶生長(zhǎng)系統(tǒng)可廣泛用于凝聚態(tài)物理、化學(xué)、半導(dǎo)體、光學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域相關(guān)單晶材料制備，尤其適合高飽和蒸汽壓、高熔點(diǎn)材料及高熱導(dǎo)率材料等常規(guī)浮區(qū)法單晶爐難以勝任的單晶生長(zhǎng)工作。

Quantum Design中國(guó)最新引進(jìn)的高性能激光浮區(qū)法單晶生長(zhǎng)系統(tǒng)，傳承了日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，具有更高功率、更加均勻的能量分布和更加穩(wěn)定的性能。

 圖1：RIKEN（CEMS）設(shè)計(jì)的同源五束激光發(fā)生器原型機(jī)實(shí)物

圖2：RIKEN（CEMS）設(shè)計(jì)的同源五束激光發(fā)生器原型機(jī)原理圖

與傳統(tǒng)的激光浮區(qū)法單晶生長(zhǎng)系統(tǒng)相比，新一代激光浮區(qū)法單晶爐系統(tǒng)具有四項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

● 采用專(zhuān)利技術(shù)同源五束激光設(shè)計(jì)，確保熔區(qū)能量分布更加均勻；

（專(zhuān)利號(hào)：JP2015-58640）

● 更加科學(xué)的激光光斑優(yōu)化方案，有助于降低晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的熱應(yīng)力；

（專(zhuān)利號(hào)：JP2017-136640, JP2017-179573 ）

● 采用了獨(dú)特的實(shí)時(shí)溫度集成控制系統(tǒng)。

（專(zhuān)利號(hào)：JP2015-78683 ）

采用新一代激光浮區(qū)法單晶爐系統(tǒng)生長(zhǎng)出的部分單晶體：

（圖片由 Dr. Y. Kaneko (RIKEN CEMS) 提供）

Sr2RuO4

Ba2Co2Fe12O22

SmB6

Y3Fe5O12 

新一代激光浮區(qū)法單晶爐系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：

加熱

控制

激光束源

5束同源設(shè)計(jì)

激光功率

2KW

熔區(qū)最高溫：

~3000℃*

測(cè)溫范圍

900℃~3500℃

溫度穩(wěn)定性

+/-1℃

晶體

生長(zhǎng)

控制

晶體生長(zhǎng)最大設(shè)計(jì)長(zhǎng)度

150mm*

晶體生長(zhǎng)最大設(shè)計(jì)直徑

8mm*

晶體生長(zhǎng)最大速度/轉(zhuǎn)速

200mm/hr;40rpm

樣品腔真空度/壓力

10-4torr to 10 bar

樣品腔氣氛

O2/Ar/混合氣

晶體生長(zhǎng)監(jiān)控

高清攝像頭

晶體生長(zhǎng)控制

PC控制

其它

占地面積

D140 xW210 x H200 (cm)

除此之外，Quantum Design還推出了多款光學(xué)浮區(qū)法單晶爐以滿(mǎn)足不同的單晶生長(zhǎng)需求。

高溫光學(xué)浮區(qū)法單晶爐：采用鍍金雙面鏡以避免四鏡加熱帶來(lái)的多溫區(qū)點(diǎn)、高反射曲面設(shè)計(jì)，最高溫度可達(dá)2100-2200攝氏度，高效冷卻節(jié)能設(shè)計(jì)不需要額外冷卻系統(tǒng)，穩(wěn)定的電源輸出保證了燈絲的恒定加熱功率。適用于生長(zhǎng)高溫超導(dǎo)體、介電和磁性材料、金屬間化合物、半導(dǎo)體/光子晶體/寶石等。

德國(guó)SciDre公司的高溫高壓光學(xué)浮區(qū)爐：能夠提供2200–3000℃以上的生長(zhǎng)溫度，晶體生長(zhǎng)腔可最大壓力可達(dá)300Bar，甚以及10-5mBar的高真空。適用于生長(zhǎng)各種超導(dǎo)材料單晶，介電和磁性材料單晶，氧化物及金屬間化合物單晶等。

Quantum Design中國(guó)期望能夠給予浮區(qū)法晶體生長(zhǎng)技術(shù)的科研學(xué)者更多的支持與幫助！