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!