我国∅300 mm钛宝石晶体研发成功

掺钛蓝宝石晶体(简称“钛宝石晶体”,化学式为Ti∶Al_(2)O_(3))中的钛离子电子能级与周围氧化铝晶体晶格振动能级之间的电子-声子耦合作用非常激烈,致使钛宝石晶体基态和激发态能级的分布范围很宽,具有宽带吸收、宽带发射,以及高硬度、高热导等特点,广泛应用于工业、国防和科研等领域。国际上商用的钛宝石晶体主要由美国GT-Solar公司提供,在钛宝石晶体领域我国处于“卡脖子”状态。而美国GT-Solar公司提供的钛宝石晶体采用热交换法生长,尺寸偏小、钛离子浓度低、浓度均匀性差,且供货周期长。随着蓝光LD泵浦源、先进激光制造和十拍瓦-百拍瓦的高功率激光系统的发展,对高浓度、大口径(>∅150 mm)、高品质因数(figure of merit,FOM)的钛宝石晶体元件的需求将日益增大。

改良泡生法生长720 kg级大尺寸蓝宝石晶体

为进一步满足当前新型显示技术、航天、航空等领域对大尺寸、高品质蓝宝石材料的需求,本文采用改良泡生法,通过自主研发的蓝宝石晶体生长设备,生长出质量达720 kg的大尺寸、高品质蓝宝石晶体。该晶体可加工成直径640 mm,无气泡和小角度晶界的大尺寸蓝宝石面板。对晶体上、中、下不同位置的品质进行检测分析,得到晶体的位错密度小于475 cm^(-2),摇摆曲线半高宽(FWHM)小于0.0046°,在400~4000 nm波段的透过率大于83%,表明晶体内部的微缺陷得到有效控制,晶片的结晶性能和光学性能极佳,达到了预期。