CN1003658B - 单畴热释电双掺硫酸甘氨酸晶体的水溶液生长 - Google Patents
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Abstract
水溶液生长双掺单畴热释电晶体ATGSAs的水溶生长,属于溶液降温生长晶体的技术领域。将甘氨酸,硫酸,L-丙氨酸和砷酸按比例溶于一定体积的蒸馏水中,装入生长瓶。在单畴性好的ATGSAs或ATGS上切取片状晶种,用夹具固定,沿(010)面推移生长。周期40天左右。本发明方法简便,安全,效果良好,宜于推广应用。
Description
本发明属于水溶液降温生长晶体的技术领域。
硫酸甘氨酸(NH2CH2COOH)3·H2SO4简称TGS,是一种较早发现的热释电晶体,但它存在退极化等缺点,后来人们又研制出改性TGS系列,在TGS中掺杂L-丙氨酸得到ATGS具有永久极化的性质,但要掺杂均匀却很困难;用硒酸取代硫酸所得TGSe,虽具有较高的热释电系数,但其居里温度(22.5℃)太低,室温下无法使用;氟铍酸取代硫酸长出TGFB晶体,虽能将居里温度大大提高,但由于毒性太大,原料昂贵,难以推广使用。
为了进一步改进已有TGS系列晶体的性能,生长出均匀掺杂而又性能良好的热释电材料,我们发明了一种双掺单面生长的方法,得到一种新型热释电晶体ATGSAs。
本发明是用砷酸部分取代硫酸,并掺入少量L-丙氨酸以防止遇极化,得到ATGSAs。反应式如下:
3(1-y)NH2CH2COOH+(1-x)H2SO4+xH3A′sO4+3yCH3NH2CHCOOH
Δ/(CH3NH2CHCOOH)3y(NH2CH2COOH)3(1-y)(H2SO4)(1-x)(H3AsO4)x(ATGSAs)
其中掺入砷酸量占硫酸的20%~50%M,掺入L-丙氨酸量占甘氨酸的8%~18%M。
将配好的溶液装入生长瓶[5]中,瓶内外各有一支搅拌浆「2」,灯丝「3」加热,导电表「4」控温,温度计「7」精确指示水温,最外层是恒温水槽「1」,最初可选择单畴好的ATGS大片籽晶,方向垂直b轴,以后可从已长出的ATGSAs上切取籽晶。将籽晶固定在晶种夹具「6」上,采用单面生长技术,沿(010)面推移生长。
附图1,是本发明所用的水溶液法晶体生长装置示意图,其中,1、恒温水槽,2、搅拌浆,3、加热灯管,4、控温导电表,5、生长瓶,6、籽晶夹与籽晶,7、温度计。
附图2,是产品的电滞回线,(a)ATGSAs(b)TGS。
下面是本发明的一个具体实施例:
560克甘氨酸,65克L-丙氨酸,180克硫酸,165克砷酸溶于1200毫升蒸馏水,pH≈2.3,饱和点在45℃左右。溶液装入生长瓶后,先降温,0.1℃/天;再降温,0.3℃/天。选用已长出的单畴好的ATGSAs,解理出垂直b轴的晶片(4×6cm),用籽晶夹固定后,伸入溶液中进行降温生长,40天左右为一周期。
单畴性好,热释电晶体性能才好。本发明方法所长的ATGSAs单晶就具有良好的单畴性,与TGS相比有着较高的偏压场(图2)热释电品质因数P/s高出TGS近一倍,是目前水溶液生长所得的P/s值最高的晶体,下面是与TGS的数据比较:
T P 介电s tan
(℃)(x10-8c/cm2·k)(kHz) (kHz)
TGS 49 3.1 39 5×10-3 退极化
ATGSA 49 4.33 30 5×10-4 不退极化
本方法简便易行,成本较低,生产安全,便于推广应用。
Claims (4)
1、一种双掺单畴热释电晶体ATGSAs的水溶液生长方法,生长装置、生长温度范围和降温速度等条件与纯TGS晶体生长相同,其特征在于,掺入L-丙氨酸部分取代甘氨酸,L-丙氨酸对甘氨酸的取代比例为8~18%M;掺入砷酸部分取代硫酸,砷酸对硫酸的取代比例为20~50%M;利用垂直于b轴的晶片做晶种,采用单面定向技术生长ATGSAs大单晶。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,从单畴好的晶体-b端选择(010)晶体作晶种,沿(010)面向前推移生长。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,L-丙氨酸对甘氨酸的掺杂比例为10%M。
4、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,砷酸对硫酸的掺杂比例为35%M。
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CN86101972.5A CN1003658B (zh) | 1986-03-22 | 1986-03-22 | 单畴热释电双掺硫酸甘氨酸晶体的水溶液生长 |
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CA2691554A1 (en) * | 2010-02-01 | 2011-08-01 | Michael Krautter | Crystal growing device |
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