一種導模法生長(近)化學計量比鉭酸鋰(LiTaO₃)晶體的方法，向坩堝中加入多晶料，將導模模具放入坩堝中，導模模具包括水平橫板、豎直縱板，豎直縱板從上而下設有毛細縫隙，加熱坩堝使多晶料熔融，并使導模模具的豎直縱板的下端面浸入多晶料的熔融體底部，以使多晶料的熔融體在毛細管效應的作用下沿著毛細縫隙從導模模具的豎直縱板的下端面上升至導模模具的豎直縱板的上端面，在導模模具的豎直縱板的上端面下籽晶并提拉成均勻板條狀單晶，采用導模法生長SLT晶體，可以靈活控制Li、Ta比，并解決了在近化學計量比點生長SLT晶體的問題，可制得組分均勻的SLT晶體。

技術領域

本發明涉及生長晶體技術領域，特別涉及一種導模法生長(近)化學計量比鉭酸鋰(LiTaO₃)晶體的方法。

背景技術

鉭酸鋰(LiTaO₃，LT)晶體的結構跟鈮酸鋰相同，也是一種重要的多功能晶體材料，具有優良的壓電、鐵電、聲光及電光效應，因而成為聲表面波(SAW)器件、光通訊、激光及光電子領域中的基本功能材料。鉭酸鋰晶體作為壓電晶片材料，廣泛應用于制造聲表面波(SAW)和體波(BAW)器件。目前，在商業上應用到聲學和非線性光學器件的主要是同成分(Li和Ta比例小于1，即化學計量比Li/Ta＝48.75/51.25)鉭酸鋰(Congruent LiTaO₃，CLT)晶體，然而近十多年來，科學研究發現同成份CLT晶體由于存在Li空位和Ta反位等本征缺陷，這些缺陷的存在嚴重的影響了CLT晶體的性能，諸如比較高的矯頑場，相對比較低的抗光損傷閾值等，這嚴重影響了其在高功率器件上的應用。隨著Li、Ta比的不斷提高并逐漸靠近化學計量比(Li/Ta＝1:1)，它的許多物理和化學性能都有不同程度的提高，理論研究表明，Li、Ta比的逐漸增加，有利于提高現有聲學和光學器件的性能，并很有可能開拓新的應用領域，來滿足日益增加的高功率聲表面波器件和非線性光學器件的需求。因此，(近)化學計量比鉭酸鋰(Stoichiometric LiTaO₃，SLT)晶體是目前功能晶體材料研究的一個熱點。

由于鉭酸鋰存在同成份點，其同成份點為Li/Ta＝48.75/51.25，在近化學計量比點生長晶體組分偏析會非常大，通常的直拉法生長成份均勻的SLT幾乎不可能。通常生長SLT晶體方法主要有3種，即助熔劑法、雙坩堝法和汽相輸運平衡法。

(1)助溶劑法：這個方法的原理是在同成份的熔體中加入一定數量的助熔劑，例如，摻入K₂O等助熔劑，助熔劑的加入大副降低了熔體的熔點，使熔體的結晶組分趨向化學計量比。

(2)雙坩堝法：這種方法是針對存在組分分凝體系晶體的生長技術，但由于在晶體生長過程中連續的加入等量的化學計量比原料，因此晶體的組分均勻性比較好，同時也能生長尺寸比較大的晶體，不過由于固液界面存在嚴重的組分分凝，容易在晶體中產生生長條紋。另外設備比較復雜，生長晶體的穩定性較差。

(3)汽相輸運平衡法：這種方法的原理是，將同成份的晶體片與預先設計好的組分的原料一同放在密閉的容器內，在高溫下長時間的保溫，利用鋰的揮發性，在容器中形成一個飽和的蒸汽壓。由于原料中鋰的含量較高，只要溫度適合，便會有鋰離子源源不斷的進入晶體。據報道用這種方法最多處理1mm厚的晶體片，從而限制了其應用。

發明內容

有鑒于此，針對上述不足，有必要提出一種導模法生長(近)化學計量比鉭酸鋰(LiTaO₃)晶體的方法。

一種導模法生長(近)化學計量比鉭酸鋰(LiTaO₃)晶體的方法，包括如下步驟：

向坩堝中加入多晶料，將導模模具放入坩堝中，所述導模模具的截面為T字形，所述導模模具包括水平橫板、豎直縱板，所述豎直縱板從上而下設有毛細縫隙，所述毛細縫隙沿縱向貫通豎直縱板的上端面和下端面；