一种生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法与流程

技术特征：
1.一种生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获得含有镧系元素氧化物、钇氧化物、铁氧化物和复合助熔剂的混合原料；所述复合助熔剂包括z1组分、z2组分和z3组分；所述z1组分选自b2o3和/或h3bo3；所述z2组分选自bacl2、baf2、bao中的至少一种；所述z3组分为bi2o3；2)通过顶部籽晶法生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料。2.根据权利要求1所述的生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，所述步骤1)中根据化学式re
x
y
3-x
fe5o
12
所示的各元素的化学计量比称量镧系元素氧化物、钇氧化物、铁氧化物；其中，re选自镧系元素中的至少一种元素；0.1≤x≤3；优选地，0.5≤x≤2。3.根据权利要求1所述的生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，所述步骤1)中复合助熔剂包括z1组分6～8摩尔份、z2组分9～12摩尔份、z3组分1-2摩尔份。4.根据权利要求1所述的生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，所述步骤1)中复合助熔剂在混合原料中的质量分数为76.94～80.91％。5.根据权利要求1所述的生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括如下步骤：(a)将混合原料放入坩埚中化料，得到熔体；(b)在高于过饱和温度5～10℃情况下引入籽晶进行晶体生长，所述过饱和温度为1080-1130℃；晶体生长过程中的晶转速率为20～30rpm，降温速率为0.25～2℃/天；(c)晶体生长结束，以20～30℃/h降温速率退火至室温，得到所述稀土离子掺杂的钇铁石榴石晶体材料。6.根据权利要求5所述的生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，所述步骤(a)中化料的温度为1100～1200℃。7.根据权利要求5所述的大尺寸钇铁石榴石单晶的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中引入籽晶的方式为将钇铁石榴石籽晶悬在熔体液面中央；优选地，所述步骤(b)中籽晶方向为[110]或[211]方向。8.根据权利要求5所述的生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料的方法，其特征在于，所述步骤(b)中过饱和温度的确定方法为，以30～50℃/天的速率降温，降温过程以钇铁石榴石籽晶3～5天未熔、未生长的温度作为熔体的过饱和温度。9.一种磁光单晶材料，其特征在于，所述磁光单晶材料含有根据权利要求1至8任一项所述的方法制备的稀土掺杂钇铁石榴石单晶材料中的至少一种。10.根据权利要求9所述的磁光单晶材料在光通讯器件中的应用。

技术总结
本发明公开了一种生长稀土掺杂钇铁石榴石单晶的方法，属于晶体生长和功能材料领域。所述晶体具有典型的石榴石型结构，化学式为Re


技术研发人员：龙西法 杨晓明 苏榕冰 何超 王祖建
受保护的技术使用者：中国科学院福建物质结构研究所
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/3/15