157224. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nióbiumot tartalmazó, nagy egykristályok növelésére
5 157224 6 együttes hatása, valamint a kristálynövesztés elektromos ellenállásfűtése által jobban szabályozható hőmérsékletcsökkentés révén érhetők el. Példa LinbQ3 -egykiristály előállítására: Az alapanyag megolvasztása: Egy tiszta műanyag tuskával előzetesen lemért platina tégelybe préseljük az igen tiszta LüNb03 -port és növesztő kályhában felolvasztjuk. A felmelegítés alatt alulról 0,5 l/óra átfolyási sebességgel egy nedves 02 -áramot létesítünk, amelyet előzetesen 25 C°-os állandó hőmérsékleten tartott, desztillált vizet tartalmazó mosó palackon vezetünk keresztül, úgyhogy az oxigénáramban az ennek a hőmérsékletnek megfelelő részleges vízgőznyomás biztosítva legyen. Az olvadékban erősen összeeső anyagot kb. 2 g-os adagonként egy hosszú kvarcrúd segítségével — amely az olvadékot nem. érintheti — többször kiegészítjük. A szennyező anyagok hozzáadása: Bizonyos célok érdekében, pl. a lézer-technikában, szenynyezett egykristályokra van szükség. A használható szennyezések pl. a ritka földfémek, az alkáliföldfémek vagy az átmeneti eiemek oxidjai. Ebben az esetben még az utolsó 2—4 g LiNb03 beadagolása előtt lehűtjük a tégelyt, és ezután összekeverjük a pontosan kimért, lehűtött olvadékot az alkalmas szennyező anyaggal. Különösen előnyös a ritka fölfémek oxidjainak alkalmazása, amelyek közül Nd2 0 3 vagy Pr2 O a említendő meg. A jelen esetben por alakban 0,5 atomszázalék Nd2 O s ~ot adunk a lehűtött olvadékhoz. Hogy az újbóli felmelegítés során kiküszöböljük a szennyező anyag párolgási' veszteségeit, a megmaradt, de beszámított LiNb03 -ból egy fedő réteget képezünk ki, és megismételjük az olvasztást. Hőmérséklet szabályozás A tégely .alatt két hőelem helyezkedik el. Az egyik a hőmérséklet ellenőrzése céljából, egy mV-regisztrálóra csatlakozik, a másik egy hőmérséklet-szabályozóra. A szabályozóhőelem a fűtőelem közvetlen közelében helyezkedik el a tégelyben a jobb hőmérséklet állandóság biztosítása erdőkében. A szabályozott jellemző ingadozása a tégelyben így ± 4 C°-ról ± 0,8 C°-ra csökkenthető. A kezdeti hőmérséklet beállítása a tégelyben az anyag megolvadása után történik. A kezdeti hőmérséklet a legtöbb esetben az olvadáspont fölött kb. 15—20 C°-kal van. A röntgenografikusan irányított kristálymagot i(növesztési irány pl. párhuzamos vagy merőleges a c-tengelyre) az olvadék fölött a kristálytartóra platina drót segítségével erősítjük fel és központosítjuk. A kristálytartó a platina tégellyel a kristály húzására szolgáló mechanizmus és a tégelyállvány hozzávezetései fölött elektromosan össze van kötve. A megfelelő hőmérsékletszabályozás lehetővé teszi, hogy a kristálymag kezdetben megtartsa nagyságát, és átmérőjét az első 2—4 mm húzása alatt ne változtassa. 5 A kristály húzása A kristály húzása a Zochralski-módszer szerint történik, amint Smakula ismerteti. A húzás alatt 'csökkenteni kell a hőmérsékletet, hogy a kívánt állandó kristályátmérőt érjük el. 10 1—2 cm/óra húzási sebesség és 0,2—1 fordulat/ sec kristálymag forgási sebesség bizonyult a legelőnyösebbnek. Hőkezelés és lehűtés Miután a kristály elérte a kívánt hosszúsá-15 got, annyira süllyesztjük le a tégelyt, hogy a kristály elváljon az olvadéktól. így kiküszöböljük, hogy a kristály a kályhához képest eltolódjon, és erős hőfokváltozást vagy rázkódást szenvedjen. Ezután befedjük a kályhát, 20 a nedves oxigénáramot 1 liter/órára növeljük, a hőmérsékletet az olvadáspont alá kb. 50—80 C°-kal állítjuk be, és a kristályt 12 órán keresztül hőkezeljük. A hőmérsékletet ezután 36 óra alatt csökkentjük szobahőmérsékletre. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás fő alkotóelemként Ma(NbO3 )-0t tartalmazó egykristályok növesztésére — ahol Me alkálifémet, kiváltképpen lítiumot, vagy „5 a kristályrácsban részben más alkálifémmel helyettesített lítiumot jelent — azzal jellemezve, hogy a növesztést nedves oxidáló atmoszférában, kiváltképpen nedves oxigén-atmoszférában végezzük. (Elsőbbség: 1966. december 6.) 40 2. Az 1. igénypont szerinti, fő alkotóelemként (A)Nb03 -ot tartalmazó egykristályok előállítására szolgáló eljárás foganatosítási módja — ahol A lítiumot, vagy a kristályrácsban irészben más alkálifémmel helyettesített lítiumot jelent — azzal jellemezve, hogy a növesztést a Zochralski^féle módszer szerint, 25 C°-os hőmérsékletnek megfelelő részleges vízgőznyomású, áramló nedves oxigén^atmoszférában végezzük. (Elsőbbség: 1966. december 6.) 50 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az olvasztó tégely fűtését ellenállás-fűtéssel végezzük. (Elsőbbség: 1966. december 6.) 55 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a 'kristálymag és a tégely és így az olvadék közötti elektromos rövidzárat tartunk fenn. 60 (Elsőbbség: il966. december 6.) 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy szennyező anyagokat adagolunk. (Elsőbbség: 1966. december 6.) 65 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganato-3
