Спосіб вирощування монокристалів fexga1-xbo3 із заданою концентрацією іонів fe і ga

Реферат: Спосіб вирощування монокристалів Fe xGa1-xBO3 із заданою концентрацією іонів Fe і Ga включає нагрівання шихти, містить Fe2O3, Ga2O3, В2О3, PBO, РbРr при постійному перемішуванні, витримку розчин-розплаву і його перемішування і охолоджування розчин-розплаву. Компоненти беруть в співвідношенні, мас. %: (Fe2O3+Ga2O3) - 18,6; В2О3 - 42,4; PBO - 27,3; PbF2 - 11,7. Нагрівають до 900-950 °C з перемішуванням із швидкістю 6-8 °C/хвил., охолоджують до 800835 °C, при цій температурі витримують 8 год. з перемішуванням, потім температуру поволі знижують із швидкістю 0,2-0,5 °C/год. до 760-800 °C. UA 73171 U (54) СПОСІБ ВИРОЩУВАННЯ МОНОКРИСТАЛІВ FeXGa1-XBO3 ІЗ ЗАДАНОЮ КОНЦЕНТРАЦІЄЮ ІОНІВ Fe І Ga UA 73171 U UA 73171 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області отримання монокристалів для магнітних, оптичних, магнітооптичних і резонансних досліджень. Як прототип вибраний спосіб отримання монокристалів GaBO 3 з використанням розчинника РВО - PbF2. (патент РФ № 2019584, МПК С30В 9/12, С30В 29/22). У цьому способі шихту масою 300 г (Ga2O3 - 17,6 мас. %, В2О3 - 42,7 мас. %, РbО - 27,8 3 мас. %, PbF2 - 11,9 мас. %) наплавляли в платиновий тигель об'ємом 225 мм при температурі 850 °C. Після наплавлення шихти тигель встановлювали в піч електричного опору. Температуру в печі за 1-1,5 год. піднімали до Т пер.=1000 °C і витримували tnep.=5 год. з перемішуванням розчин-розплаву при швидкості обертання мішалки =60 об/хв. Потім мішалку відключали, і знижували температуру за 20-25 мін до Т1=830 °C з подальшою витримкою протягом t1=24 год. і перемішуванням розчин-розплаву, =60 об/хв. Потім температуру піднімали до Т 2=835 °C за 1-2 -7 3 хв. з подальшим пониженням згідно із законом T t=Т2-10 t . При температурі Тtкін мішалка, з кристалами, що виросли на ній, була піднята над тиглем, а піч відключена. Спосіб не забезпечує отримання ізоморфно-заміщених монокристалів з прогнозованим результатом. У основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб вирощування монокристалів шляхом отримання ізоморфно-заміщених монокристалів FexGa1-xBO3 із заданою концентрацією іонів Fe і Ga в кристалі. Поставлена задача вирішується тим, що у способі вирощування монокристалів Fe xGa1-xBO3 із заданою концентрацією іонів Fe і Ga, що включає нагрівання шихти, що містить, Fе 2О3, Gа2О3, В2О3, РВО, PbF2 при постійному перемішуванні, витримку розчин-розплаву і його перемішування, і охолоджування розчин-розплаву, згідно з корисною моделлю, компоненти беруть в співвідношенні, мас. %: (Fe2O3+Ga2O3) - 18,6; В2О3 - 42,4; РВО - 27,3; PbF2 - 11,7, нагрівають до 900-950 °C з перемішуванням із швидкістю 6-8 °C/хв., охолоджують до 800835 °C, при цій температурі витримують 8 год. з перемішуванням, потім температуру поволі знижують із швидкістю 0,2-0,5 °C/год. до 760-800 °C. Спосіб забезпечує можливість ізоморфного заміщення у великому діапазоні концентрацій з прогнозованим результатом, використання тиглів з меншим об'ємом, нижча температура гомогенізації. Компоненти (Fe2O3+Ga2O3)=18,6 мас. % беруться з урахуванням отриманої експериментальної залежності відносної маси Fe в кристалі Х кр=[mFe/(mFe+mGa)]100 % від відносної маси Fe в шихті Хшихт=[mFe/(mFe+mGа)]100 % (креслення). На кресленні приведена залежність відносної маси Fe в кристалі х кр=[mFe/(mFe+mGа)]100 % відносної маси Fe в шихті хшихт=[mFe/(mFe+mGа)]100 %. Приклад 1. Отримання монокристалів Fe0,02Ga0,98BО3. Шихту масою 250 г (Fe2O3 - 0,08 мас. %, Ga2O3 - 18,52 мас. %, В2О3 - 42,4 мас. %, РbО - 27,3 3 мас. %, PbF2 - 11,7 мас. %) наплавляли в платиновий тигель об'ємом 90 см при температурі 900 °C. Глибина наплавленого розчину-розплаву 70 мм. Після наплавлення шихти тигель встановлювали в піч електричного опору. Температуру в печі за 3,5 год. піднімали до Т=900 °C і витримували 24 год. з перемішуванням розчинурозплаву при швидкості обертання мішалки =60 об/хв. Потім мішалку відключали і знижували температуру за 20 хв. до 800 °C з подальшою витримкою і перемішуванням (=60 об/хв.) протягом 2 год. Потім температуру знижували до 760 °C зі швидкістю 0,3 °C/год., при цій температурі мішалка, з кристалами, що виросли на ній, була піднята над тиглем, а піч відключена. Отримано 10-15 монокристалів FexGa1-xBO3 з 0,016