CN104389021A - 非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术 - Google Patents

非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术 Download PDF

Info

Publication number
CN104389021A
CN104389021A CN201410635458.4A CN201410635458A CN104389021A CN 104389021 A CN104389021 A CN 104389021A CN 201410635458 A CN201410635458 A CN 201410635458A CN 104389021 A CN104389021 A CN 104389021A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating materials
stoichiometric
temperature
lanthanium titanate
polycrystalline coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410635458.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李新华
李超
丁书强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHANGZHOU ZHAN CHI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
CHANGZHOU ZHAN CHI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHANGZHOU ZHAN CHI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical CHANGZHOU ZHAN CHI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410635458.4A priority Critical patent/CN104389021A/zh
Publication of CN104389021A publication Critical patent/CN104389021A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • C30B29/32—Titanates; Germanates; Molybdates; Tungstates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B28/00—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B28/04—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure from liquids
    • C30B28/06—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure from liquids by normal freezing or freezing under temperature gradient

Abstract

本发明涉及一种非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术，所述非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的化学组成为La2Ti2O7-x，其中x＝0.5-0.9，采用垂直温梯法生长钛酸镧多晶镀膜材料。本发明采用垂直温梯法生产的La2Ti2O7-x晶体的效率得到大幅度的提升，垂直温梯法有利于节省能耗、降低生产成本和实现晶体的大规模工业化生产，垂直温梯度法制得的La2Ti2O7-x晶体组分均匀，结晶性好，晶体粒度大且结晶方向一致性好，容易破碎成镀膜专用的小颗粒，镀膜操作性好，得到的膜层密集、均匀、稳定。

Description

非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术
技术领域
本发明涉及晶体生长技术领域，尤其是一种采用垂直温梯法生长非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术。
背景技术
钛酸镧晶体(简称LTO)具有良好的铁电、光催化、电光特性，在光、电领域具有十分广泛的应用前景。它已经应用在高温的电光设备及信息存储器，新型高性能微波介质材料、高温传感器和微波压电体等方面。
这里我们重点关注钛酸镧晶体在作为性能优异的涂层材料而在光电子器件中应用，如显示技术、成像技术、光输出和光集成的器件等。LTO涂层材料具有稳定的高的折射率、高的均质性和高的透过率。目前，LTO作为涂层材料、已经广泛应用于高性能光电器件的制造上。
目前，用于制备钛酸镧镀膜材料的方法多采用陶瓷烧结方法，采用此方法制备的钛酸镧镀膜材料虽然成本较低，但在制备过程中容易引入杂质，形成大量气孔，并且难以保证成分和结构的均匀性，而这些因素对制备高质量的LTO薄膜起着决定性的作用。相比较于多晶陶瓷，钛酸镧晶体结晶性更好，密度更大；此外，生长过程中利用晶体自身排杂的特性，还可以提高材料的纯度。
钛酸镧晶体的分子式为La2Ti2O7，采用此化学计量比的钛酸镧晶体蒸镀薄膜，在蒸镀过程中会产生大量的放气现象，容易造成喷溅，从而严重降低薄膜表面的光洁度。通过研究发现，如果把钛酸镧晶体以合适的非化学计量比存在，会大大降低蒸镀过程中的喷溅现象，提高薄膜表面的光洁度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了提供一种性能优异的非化学计量比的钛酸镧多晶镀膜材料，并提供一种操作方法更为简单、生长成本更为低廉的钛酸镧多晶垂直温梯法生长技术，以提高钛酸镧多晶材料的生产效率，降低钛酸镧多晶材料的生产成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料，所述非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的化学组成为La2Ti2O7-x，其中x＝0.5-0.9。
本发明采用垂直温梯法生长钛酸镧多晶。垂直温梯法是从熔体的底部开始结晶，固液界面自下而上逐步移动的一种晶体生长方法。
本发明的生长技术包括如下步骤：
(1)将原料La2O3、TiO2和Ti按La2Ti2O7-x化学组成配料，混合均匀，并在等静压下压制成块；
(2)压块料放入坩埚中，将坩埚置于垂直温梯炉中，抽真空，升温后，充入惰性保护气体，然后升温至原料熔化温度，使原料熔化；
(3)原料熔化后，进行保温，再以15-30℃/H的速率降温；
(4)晶体生长完毕后，将加热电源关掉，待炉内温度冷却至室温后，打开炉门，取出晶体。
其中，La2O3的纯度为99.999％，TiO2的纯度为99.9％，Ti的纯度为99.9％。
对原料进行预处理时，先将La2O3、TiO2放在马福炉中升温至500℃，恒温三个小时以去除原料中多余的水分，冷却至室温，然后和Ti按La2Ti2O7-x化学组成配料混合，混合粉料在研钵或研磨机上研磨以混合均匀，根据需要在等静压机上压制成块。
步骤(2)中，先将压块料装入钼坩埚中，钼坩埚转移至垂直温梯炉内，调整到合适的位置，整个系统密封后通电升温，先后启动机械泵、扩散泵，抽真空至10-3-10-4Pa，当炉温达到1400-1700℃时，充入惰性保护气体Ar，继续升温至设定温度，所述设定温度在1800-1900℃的范围内。
步骤(3)中，炉温达到设定温度后，先保温3-6小时，再以15-30℃/H的速率缓慢降温。
本方法垂直温梯炉中的加热器为鸟笼式石墨加热器，通过调节加热器不同部位的电阻及电极和托座的散热，在纵向创造一个大的温度梯度，从而提升晶体的生长速度。
本发明的有益效果是：相对于其他方法生长的La2Ti2O7晶体，本发明采用垂直温梯法生产的La2Ti2O7-x晶体的效率得到大幅度的提升，垂直温梯法有利于节省能耗、降低生产成本和实现晶体的大规模工业化生产，垂直温梯度法制得的La2Ti2O7-x晶体组分均匀，结晶性好，晶体粒度大且结晶方向一致性好，容易破碎成镀膜专用的小颗粒，镀膜操作性好，得到的膜层密集、均匀、稳定。
具体实施方式
实施例1：
(1)将La2O3(99.999％)、TiO2(99.9％)放在马福炉中升温至500℃，恒温三个小时以去除原料中多余的水分，冷却至室温，然后和Ti(99.9％)按La2Ti2O7-x化学组成配料混合，其中x＝0.5，混合粉料在研钵或研磨机上研磨以混合均匀，根据需要在等静压机上压制成块；
(2)将步骤(1)得到的压块料装入钼坩埚中，钼坩埚转移至垂直温梯炉内，调整到合适的位置，整个系统密封后通电升温，先后启动机械泵、扩散泵，抽真空至10-3Pa，当炉温达到1400℃时充入惰性保护气体Ar气，继续升温至设定温度1800℃；
(3)炉温达到设定温度后，保温3小时，适当的调节炉膛温度和坩埚位置，使原料熔化充分，在以15℃/H的速率缓慢降温，晶体生长完毕后，将加热电源直接关掉；待炉内温度冷却至室温后，打开炉门，取出晶体。
实施例2：
(1)将La2O3(99.999％)、TiO2(99.9％)放在马福炉中升温至500℃，恒温三个小时以去除原料中多余的水分，冷却至室温，然后和Ti(99.9％)按La2Ti2O7-x化学组成配料混合，其中x＝0.9，混合粉料在研钵或研磨机上研磨以混合均匀，根据需要在等静压机上压制成块；
(2)将步骤(1)得到的压块料装入钼坩埚中，钼坩埚转移至垂直温梯炉内，调整到合适的位置，整个系统密封后通电升温，先后启动机械泵、扩散泵，抽真空至10-4Pa，当炉温达到1700℃时充入惰性保护气体Ar气，继续升温至设定温度1900℃；
(3)炉温达到设定温度后，保温6小时，适当的调节炉膛温度和坩埚位置，使原料熔化充分，在以30℃/H的速率缓慢降温，晶体生长完毕后，将加热电源直接关掉；待炉内温度冷却至室温后，打开炉门，取出晶体。
实施例3：
(1)将La2O3(99.999％)、TiO2(99.9％)放在马福炉中升温至500℃，恒温三个小时以去除原料中多余的水分，冷却至室温，然后和Ti(99.9％)按La2Ti2O7-x化学组成配料混合，其中x＝0.7，混合粉料在研钵或研磨机上研磨以混合均匀，根据需要在等静压机上压制成块；
(2)将步骤(1)得到的压块料装入钼坩埚中，钼坩埚转移至垂直温梯炉内，调整到合适的位置，整个系统密封后通电升温，先后启动机械泵、扩散泵，抽真空至10-4Pa，当炉温达到1600℃时充入惰性保护气体Ar气，继续升温至设定温度1850℃；
(3)炉温达到设定温度后，保温5小时，适当的调节炉膛温度和坩埚位置，使原料熔化充分，在以20℃/H的速率缓慢降温，晶体生长完毕后，将加热电源直接关掉；待炉内温度冷却至室温后，打开炉门，取出晶体。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料，其特征在于，所述非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的化学组成为La2Ti2O7-x，其中x＝0.5-0.9。
2.一种非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术，其特征在于，采用垂直温梯法生长钛酸镧多晶镀膜材料。
3.如权利要求2所述的非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术，其特征在于，该生长技术包括如下步骤：
(1)将原料La2O3、TiO2和Ti按La2Ti2O7-x化学组成配料，混合均匀，并在等静压下压制成块；
(2)压块料放入坩埚中，将坩埚置于垂直温梯炉中，抽真空，升温后，充入惰性保护气体，然后升温至原料熔化温度，使原料熔化；
(3)原料熔化后，进行保温，再以15-30℃/H的速率降温；
(4)晶体生长完毕后，将加热电源关掉，待炉内温度冷却至室温后，打开炉门，取出晶体。
4.如权利要求3所述的非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术，其特征在于，La2O3的纯度为99.999％，TiO2的纯度为99.9％，Ti的纯度为99.9％。
5.如权利要求3所述的非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术，其特征在于，对原料进行预处理时，先将La2O3、TiO2放在马福炉中升温至500℃，恒温三个小时后，冷却至室温，然后和Ti按La2Ti2O7-x化学组成配料混合，并研磨均匀，然后在等静压机上压制成块。
6.如权利要求3所述的非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术，其特征在于，步骤(2)中，先将压块料装入钼坩埚中，钼坩埚转移至垂直温梯炉内，密封后通电升温，并抽真空至10-3-10-4Pa，当炉温达到1400-1700℃时，充入惰性保护气体Ar，然后继续升温至1800-1900℃。
7.如权利要求3所述的非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术，其特征在于，步骤(3)中，原料熔化后，先保温3-6小时，再以15-30℃/H的速率降温。
8.如权利要求3所述的非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料的生长技术，其特征在于，垂直温梯炉中的加热器为鸟笼式石墨加热器。
CN201410635458.4A 2014-11-06 2014-11-06 非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术 Pending CN104389021A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410635458.4A CN104389021A (zh) 2014-11-06 2014-11-06 非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410635458.4A CN104389021A (zh) 2014-11-06 2014-11-06 非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104389021A true CN104389021A (zh) 2015-03-04

Family

ID=52606975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410635458.4A Pending CN104389021A (zh) 2014-11-06 2014-11-06 非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104389021A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105506737A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 常州瞻驰光电科技有限公司 一种非化学计量比氧化铌多晶镀膜材料及其生长技术
CN110921702A (zh) * 2019-12-02 2020-03-27 吉林师范大学 一种小尺寸钛酸镧纳米颗粒的制备方法
CN110937625A (zh) * 2019-12-02 2020-03-31 吉林师范大学 一种具有缺陷的钛酸镧纳米颗粒的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076527A (zh) * 1992-03-19 1993-09-22 默克专利股份有限公司 用于生产高折射率光学涂层的蒸镀用材料
JP2002365590A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Tochigi Nikon Corp 光学素子、光学素子の製造方法、および、光アイソレータ
CN101063232A (zh) * 2007-05-28 2007-10-31 上海晶生实业有限公司 钛酸镧单晶及其生长技术

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076527A (zh) * 1992-03-19 1993-09-22 默克专利股份有限公司 用于生产高折射率光学涂层的蒸镀用材料
JP2002365590A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Tochigi Nikon Corp 光学素子、光学素子の製造方法、および、光アイソレータ
CN101063232A (zh) * 2007-05-28 2007-10-31 上海晶生实业有限公司 钛酸镧单晶及其生长技术

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105506737A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 常州瞻驰光电科技有限公司 一种非化学计量比氧化铌多晶镀膜材料及其生长技术
CN105506737B (zh) * 2015-12-28 2018-02-09 常州瞻驰光电科技有限公司 一种非化学计量比氧化铌多晶镀膜材料及其生长技术
CN110921702A (zh) * 2019-12-02 2020-03-27 吉林师范大学 一种小尺寸钛酸镧纳米颗粒的制备方法
CN110937625A (zh) * 2019-12-02 2020-03-31 吉林师范大学 一种具有缺陷的钛酸镧纳米颗粒的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Synthesis of Tb3Al5O12 (TAG) transparent ceramics for potential magneto-optical applications
CN103806100B (zh) 一种五氧化三钛多晶的垂直温梯法生长方法
KR102414621B1 (ko) 도핑된 산화갈륨 결정질 재료 및 그의 제조 방법과 응용
CN101580961A (zh) 还原性气氛泡生法生长晶体的方法
CN101280456B (zh) 五氧化三钛晶体的坩埚下降法生长方法
CN101812665B (zh) 单相结构-高密度铟锡氧化物靶材的制备方法
JP2013533391A (ja) 高密度インジウムスズ酸化物（ｉｔｏ）スパッタリングターゲットの製造方法
JP2021138595A (ja) 結晶粒サイズが制御可能なｉｔｏセラミックターゲット材の調製方法
CN104389021A (zh) 非化学计量比钛酸镧多晶镀膜材料及其生长技术
CN104386723B (zh) 一种高纯度氧化铝的制备方法
CN102925959A (zh) 新型弛豫铁电单晶pimnt的生长工艺
CN100572617C (zh) 钛酸镧单晶的生长技术
TWI542721B (zh) 氧化亞錫薄膜的製備方法
CN107245759A (zh) 一种铈离子掺杂多组分石榴石结构闪烁晶体的生长方法
CN114524664A (zh) 一种太阳能电池用陶瓷靶材及其制备方法
CN103882522B (zh) 离子掺杂铝酸钙钆激光晶体的制备方法
WO2020103279A1 (zh) 一种提高碳化硅粉料产率的方法
CN102390856B (zh) 一种低温制备高稳定性γ相纳米硫化镧粉体的方法
CN102260914A (zh) 一种大尺寸lgs晶体的生长方法
TWI564247B (zh) 錫氧化物靶材及其製備方法
CN102719889A (zh) 一种多晶硅铸锭工艺
CN100567595C (zh) 一种铝酸镧晶体的生长方法
WO2022247386A1 (zh) 一种烧结体、靶材及其制备方法
CN108866627A (zh) 一种钕铒共掺gyag激光晶体及其制备方法
CN105986316A (zh) 一种氧化钽多晶镀膜材料及其生长方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150304

RJ01 Rejection of invention patent application after publication