Cristal de tantalate de lithium et son application - 05

2.2 Fabrication de cristaux de tantalate de lithium avec un rapport presque stœchiométrique

La préparation de tantalate de lithium quasi stœchiométrique  (NSLT) est difficile. Les méthodes actuelles comprennent principalement :  la méthode du double creuset, la méthode du flux pulling, la méthode de la zone flottante et la méthode de l'équilibre d'échange de phase gazeuse.

2.2.1 La méthode du double creuset

Dans la méthode du double creuset ,  le matériau fondu doit être ajouté en permanence  au creuset pendant le processus de préparation des cristaux pour maintenir la composition fondue inchangée. Le NSLT  le cristal préparé par ce procédé a une composition uniforme, mais le processus est complexe et le coût est élevé. Dans le même temps, la ségrégation à l’interface solide-liquide fait que le cristal développé présente un grand nombre de bandes de croissance.

2.2.2 La méthode du flux pulling

Dans la méthode de flux pulling , le flux était ajouté à la masse fondue pour ajuster le point de fusion des cristaux. Le flux actuellement couramment utilisé est le K ₂ O. Cette méthode est moins difficile à mettre en œuvre , mais le problème est que le flux pénètre facilement dans le cristal. À mesure que le rapport de flux augmente, les composants de la masse fondue continuent de changer avec la croissance du cristal, ce qui rend difficile la garantie de l'uniformité du contenu du cristal . Jia et coll. On a réussi à faire croître des cristaux de tantalate de lithium dopés au magnésium avec un rapport quasi-stoechiométrique en utilisant 4 % de MgO et 14,5 % de K ₂ CO3 _{_} Après un processus de croissance de 7 jours, un SNLT dopé au MgO  un cristal d'un diamètre de ∅50 mm et d'une longueur de 45 mm a été obtenu . Zheng Wei et coll. utilisé c'est  procédé de préparation de SNLT dopé au zinc  cristaux d'un diamètre de ∅15 mm et d'une longueur de 10 mm.

2.2.3 La zone de flottaison  méthode

Leflotterzone La méthode utilise l'énergie thermique pour créer une zone de fusion à une extrémité de la tige semi-conductrice, puis soude le germe cristallin, ajuste la température pour que la zone de fusion se déplace lentement vers l'autre extrémité de la tige et termine la préparation du cristal sur toute la tige. Lors de l'utilisation duestméthode pour préparerNSLT cristaux, la perte par volatilisation du Lithium doit être pris en compte. Lors de la configuration des matières premières,r(Que)/r(Nb) doit être légèrement supérieur à 1.Bunmais sur ce méthode,des chercheurs développé l'iridium-chauffagezone de flottaison méthodequi présente des avantages detaux d'utilisation élevé des matières premières, faibleconsommation d'énergie, et produisant du LT cristalavecdistribué équitablement Composantset bon internequalité. Hsu et coll. utilisé l'horizontaleflotterzoneméthode pour croître sans dopage etMgO-dopéLT cristaux avec des rapports presque stœchiométriques. Èmeest La méthode peut également maintenir la composition fondue inchangée pendant le processus de croissance cristalline.

2.2.4 La méthode de l'équilibre d'échange de phase gazeuse

Le plus grand avantage de la méthode d’équilibre par échange de phase gazeuse est quela teneur en Li du cristalpeut être contrôlépendant lele cristalprocessus de croissance.En utilisant cette méthode, LT des échantillons avec n'importe quelle teneur en Li connue peuvent être obtenus en fonction des besoins réels. Cependant, cette méthode prend beaucoup de temps pour traiter les cristaux et estseulementadapté aux grandes tailles. La préparation d’échantillons en coupe mince est difficile pour obtenir de gros monocristaux stœchiométriques.Lors de l'utilisation èmeest méthode,Xiao et coll. testé les propriétés électriques, thermiques et mécaniques duNSLT plaquettes et j'ai découvert que comme le Lithiumaugmenté dans le cristal,tla conductivité duLT la tranche diminue d'abord, puis augmente et diminue ensuite. QuandX (Li) = 49,64 % (fraction molaire), la conductivité maximale est de 4,4×10 ^-12Oh^-1cm ^-1. En analysant les propriétés thermiques et mécaniques dele SNLT plaquettes avec différentsX(Li), il a été constaté que tla conductivité duLT la plaquette augmente d'abord puis diminue.TLa conductivité thermique atteint la valeur maximale (4,6 W/(m·K))quand X (Cela) = 49.75%. L'étudeaussidécouvert que lorsqueX(Li) = 49,64 % ~ 49,75 %, la plaquette présente de meilleures propriétés électriques et thermiques. En même temps,leanalyse thermique différentielle et spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) ont été utilisés pour tester et analyserNSLT cristal, et l'effet deX (Li) sur la température de Curie et les défauts internes duNSLT le cristal a été étudié. Ledes chercheurs constaté que lorsque leX (Li) augmente, l'énergie de liaison correspondant au Ta ⁺⁴ pic de couche électronique dans le XPS le spectre diminue d'abord puis augmente, indiquant quetla proportion de Taavec différentvalences dans la plaquettevarie avecX (Que).