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硒化鎵的多晶合成方法和單晶生長方法與流程

文檔序號:11811524閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.GaSe的多晶合成方法,其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行:

一、用王水浸泡石英管和盛料用的石英小舟或氮化硼小舟,然后用超純水清洗,烘干;按照摩爾比Ga:Se=1:(1+n)稱量單質(zhì)原料Ga和Se,其中n=PV/RT、P為1大氣壓,V為石英管內(nèi)圓柱體空隙體積,T為(600+273)K,R為氣體常數(shù);

二、將Ga放置于小舟中,把盛有Ga的小舟放置到石英管的封閉端,把Se直接放置在石英管的另一端;將石英管抽真空,再用氫氧火焰熔封石英管,然后放入水平雙溫區(qū)管式電阻爐中,盛有Ga的小舟位于高溫區(qū),Se位于低溫區(qū),小舟與Se之間為梯度區(qū);

三、首先使高溫區(qū)的溫度升至t1=950~1000℃,同時使低溫區(qū)溫度升至t2=500~700℃,保溫10~15h,此為第一階段;然后維持高溫區(qū)溫度不變,將低溫區(qū)的溫度升高至t2’=t1+(10~20)℃,保溫3~5h,此為第二階段;最后整個電阻爐的溫度以20~40℃/h速度降至室溫,得到GaSe多晶。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaSe的多晶合成方法,其特征在于步驟一中石英管和盛料用的石英小舟或氮化硼小舟用王水浸泡的時間為6~8h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GaSe的多晶合成方法,其特征在于步驟二中石英管抽真空至10-4Pa~10-6Pa。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GaSe的多晶合成方法,其特征在于步驟三中第一階段中,高溫區(qū)的升溫速度為180~200℃/h,低溫區(qū)的升溫速度為100~140℃/h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GaSe的多晶合成方法,其特征在于步驟三中第二階段中,低溫區(qū)的升溫速度為100~140℃/h。

6.GaSe的單晶生長方法,其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行:

一、用王水浸泡生長用石英管和盛裝多晶原料的PBN坩堝,然后用超純水清洗,烘干;其中PBN坩堝為帶有籽晶阱的圓柱形;

二、將GaSe多晶加入到PBN坩堝中,然后將PBN坩堝豎直放在石英管中,將石英管抽真空,最后用氫氧火焰熔封石英管;

三、將熔封的石英管放入垂直雙溫區(qū)管式電阻爐中,垂直雙溫區(qū)管式電阻爐從上到下低次為高溫區(qū)、梯度區(qū)和低溫區(qū),石英管中PBN坩堝底部的籽晶阱底端位于梯度區(qū)起始位置;

四、首先使高溫區(qū)溫度升高至1010~1020℃,同時低溫區(qū)溫度升高至950~960℃,梯度區(qū)的溫度梯度為5~7℃/cm,保溫15~20h,此為第一階段;然后將高溫區(qū)的溫度降低7~10℃,同時低溫區(qū)的溫度降低7~10℃,保持1~2h,此為第二階段;再將高溫區(qū)的溫度提高5~8℃,同時低溫區(qū)的溫度提高5~8℃,保持2~3h,此為第三階段;再將高溫區(qū)的溫度降低50~70℃,同時低溫區(qū)的溫度降低50~70℃,此為第四階段;最后將整個電阻爐的溫度降至室溫,得到GaSe單晶。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的GaSe的單晶生長方法,其特征在于步驟二中,石英管抽真空至10-4Pa-10-6Pa。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的GaSe的單晶生長方法,其特征在于步驟四中第一階段中的升溫速度為50~80℃/h。

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的GaSe的單晶生長方法,其特征在于步驟四中第二階段中的降溫速度為0.1~0.2℃/h。

10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的GaSe的單晶生長方法,其特征在于步驟四中第三階段的升溫速度為5~10℃/h。

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