直径3英寸钆镓石榴石晶体生长及性能研究

采用熔体提拉法,通过设计合理的晶体生长温场结构和优化生长气氛等,有效抑制了镓挥发,结合原料预处理及缩颈等工艺,成功生长出了高质量的直径3英寸Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG)晶体。对其晶体结构、结晶质量、位错形貌及透过光谱等进行了详细研究。X射线粉末衍射(XRD)表明该晶体为单相且晶格常数为1.2379 nm;(111)结晶面的X射线摇摆曲线(XRC)显示晶体具有较好的结晶质量;原子力显微镜(AFM)测量晶体(111)抛光片的表面粗糙度约为0.203 nm;观察分析了晶体(111)结晶面的位错腐蚀坑,位错密度为28∼85个/cm^(2);透过光谱显示晶体具有较宽的透光波段,并拟合出了塞米尔方程系数。结果表明生长的三英寸GGG晶体可以作为磁光外延膜的衬底材料和激光基质,并且较大的尺寸能够有效提高晶体使用的取材效率和一致性。