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成果完成人：徐超 朱逢銳 徐悟生 劉暢 牛沈軍 趙麗媛 李慶利 王財(cái)玲 姜美燕 李琛
第一完成單位：秦皇島本征晶體科技有限公司
成果簡(jiǎn)介：本項(xiàng)目主要通過合成高純氟化鎂原料,借助溫場(chǎng)模擬軟件,設(shè)計(jì)并研制出具有合適溫場(chǎng)的全自動(dòng)控制高真空晶體爐,采用提拉法生長(zhǎng)技術(shù),進(jìn)行大尺寸氟化鎂單晶的定向生長(zhǎng),并通過進(jìn)行精密退火以消除晶體內(nèi)部殘余熱應(yīng)力,最終制備出滿足技術(shù)指標(biāo)的<001>晶向的Ф200mm×150mm的氟化鎂單晶產(chǎn)品。本項(xiàng)目主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)包括：
1、高純氟化鎂原料合成及提純技術(shù);
2、提拉爐溫場(chǎng)模擬仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì);
3、直徑200mm氟化鎂單晶生長(zhǎng)工藝;高純?cè)鲜巧L(zhǎng)優(yōu)質(zhì)氟化鎂單晶首要條件,原料純度的高低不僅直接影響晶體純度,還影響晶體生長(zhǎng)的單晶率以及在晶體內(nèi)部形成缺陷,嚴(yán)重影響晶體的光學(xué)性能。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的氟化鎂原料以鍍膜應(yīng)用為主,純度一般低于99.9%,難以滿足高質(zhì)量氟化鈣晶體對(duì)原料的高純度(99.99%)要求,而且會(huì)混入少量的硅(Si)、鐵(Fe)等有害雜質(zhì),雜質(zhì)在激光輻照下容易形成色心,產(chǎn)生吸收,降低氟化鎂單晶的透過率,外購(gòu)原料在交期、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面均受到制約。針對(duì)這一問題本項(xiàng)目采用高純的鎂和氫氟酸反應(yīng)的方式研制高純氟化鎂原料的合成工藝,通過二次提純的方式獲得純度達(dá)到99.999%的氟化鎂原料,為生長(zhǎng)準(zhǔn)分子激光級(jí)氟化鎂單晶奠定基礎(chǔ)。
本項(xiàng)目針對(duì)直徑200mm氟化鎂單晶進(jìn)行專用的晶體爐設(shè)計(jì)和改造,通過改進(jìn)爐體結(jié)構(gòu),增加生長(zhǎng)過程中坩堝自動(dòng)補(bǔ)償程序,保持生長(zhǎng)過程中固液界面穩(wěn)定,結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果和晶體生長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn),對(duì)結(jié)晶過程中控制穩(wěn)定性和結(jié)晶潛熱擴(kuò)散運(yùn)輸能起到較好的效果,以上技術(shù)可保證獲得較為理想的微凸固液界面,有益于排雜和單晶率的提高。直徑直徑200mm的氟化鎂單晶定向生長(zhǎng)和提高單晶成品率生長(zhǎng)工藝是本項(xiàng)目的關(guān)鍵核心技術(shù)。
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