Подготовка ND: YLF сырье с помощью метода плавления и изучения их роста и свойств кристаллов - 01

Исследование

ЛитийУTtriumФонЛюорид (Liyf₄, YLF) Кристалл обладает множеством превосходных свойств, таких как низкая температура плавления, низкая энергия фонона, эффект небольшого теплового линзы, естественная поляризация и т. Д. Это лазерный матричный материал с превосходной производительностью. YLF принадлежит тетрагональной структуре Scheelite, а космическая группа I4₁/а. У³⁺ионы легко заменяются другими тривалентными редкоземельными люминесцентными ионами (Re³⁺= Nd3+, YB³⁺, Эр³⁺Пр³⁺, CE³⁺, Dy³⁺и т. д.) для формирования RE: YLF-лазерных кристаллов без необходимости компенсации заряда и может достичь выхода в разных полосах от ультрафиолетового до среднего инфракрасного. Среди них ND: YLF является важным лазерным кристаллом в ближней инфракрасной полосе, который имеет важные применения в лазерном слиянии, лазерном лечении, лазерной обработке и других областях. В последние годы это стало одним из горячих точек в исследовании лазерных кристаллов.

Существует много методов растущего фторидного лазерного кристаллов, таких как метод Чокральского, метод тиража, метод эпитаксии и метод плавления зоны. В этих методах роста коммерчески доступные бинарные соединения YF3, LIF и редкоземельный ref3 обычно используются в качестве начальных материалов для роста. Поскольку бинарное фторидное сырье чрезвычайно чувствительно к кислороду и влаге в окружающей среде, их очень легко реагировать с ними с образованием оксидов фторида с высокими точками плавления во время приготовления сырья и роста кристаллов. Во время процесса роста кристаллов метода Чокральски они плавают на поверхности таяния RE: YLF, что затрудняет выращивание кристалла, и их легко выращивать в кристалл, образуя включения, влияя на качество кристалла. В первые дни некоторые исследователи использовали высокотемпературную обработку фторирования для синтеза литий-иттрия фторида-поликристаллических материалов, но поскольку это был твердофазный синтез, реакция не могла быть полной, и были такие проблемы, как небольшое количество синтеза и загрязнение газа HF. К счастью, кристаллическая фаза YLF очень устойчива и нелегко реагировать с водой и кислородом. Таким образом, разработка высокочислительной техники RE: YLF кристаллической фазы поликристаллической технологии сырья является одним из ключевых факторов для достижения высококачественного роста кристаллов. В последние годы были также сообщения об использовании гидротермальных методов для приготовления фторидных микронанокристаллических материалов, которые имеют преимущества простых методов подготовки и высокой чистоты кристаллической фазы и могут использоваться для роста кристаллов. Однако количество сырья, приготовленного за раз, мало, что не способствует массовому производству. Атмосфера роста является важным фактором, влияющим на рост кристаллов серии YLF. В ранних исследованиях газы, такие как AR и N₂были использованы в качестве атмосферы роста кристаллов, но из -за присутствия фторидов или оксидов фтора в используемом сырье, а также следовых количества O₂И влага, оставшаяся в печи, проблема плавающих объектов была трудно преодолеть. Использование газа HF может эффективно преодолеть образование плавающих объектов, но оно очень коррозию для системы роста кристаллов. Недавно, CF₄газ или смешанный газ AR и CF₄С меньшим количеством коррозионности использовалась в качестве атмосферы роста, но все еще существует проблема повреждения вспомогательного оборудования, такого как вакуумная система монокристаллической печи, которая не способствует стабильному росту кристаллов и снижению затрат.

В этом исследовании использовалось инновационно разработанное почти закрытое устройство плавления в сочетании с высокотемпературной технологией плавления и плавучих объектов, чтобы достичь полной реакции плавления сырья и полного спасения плавучих объектов, а также получить полицисталлическое сырье с кристаллической фазой YLF; и выполнил рост кристаллов в атмосфере AR на высокой чистоте, чтобы получить полные кристаллы. Коэффициент сегрегации ND³⁺Ионы в кристалле проверяли, и рентгеновский порошок дифракционного анализа (XRD), рентгеновская кривая качания (XRC), спектр поглощения и флуоресцентный спектр охарактеризовали и проанализировали. Это исследование обеспечивает новый способ достижения роста высококачественных и недорогих кристаллов серии лития иттрия.