浮區(qū)法單晶生長技術在晶體生長過程中具有無需坩堝、樣品腔壓力可控、生長狀態(tài)便于實時觀察等諸多優(yōu)點，目前已被公認為是獲取高質(zhì)量、大尺寸單晶的重要手段之一。激光浮區(qū)法單晶生長系統(tǒng)可廣泛用于凝聚態(tài)物理、化學、半導體、光學等多種學科領域相關單晶材料制備，尤其適合高飽和蒸汽壓、高熔點材料及高熱導率材料等常規(guī)浮區(qū)法單晶爐難以勝任的單晶生長工作。
Quantum Design中國新引進的高性能激光浮區(qū)法單晶生長系統(tǒng)，傳承了日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的先進設計理念，具有更高功率、更加均勻的能量分布和更加穩(wěn)定的性能。
圖1：RIKEN（CEMS）設計的同源五束激光發(fā)生器原型機實物及原理圖
與傳統(tǒng)的激光浮區(qū)法單晶生長系統(tǒng)相比，新一代激光浮區(qū)法單晶爐系統(tǒng)具有四項技術優(yōu)勢：
● 采用技術同源五路激光設計，確保熔區(qū)能量分布更加均勻；（號：JP2015-58640）
● 更加科學的激光光斑優(yōu)化方案，有助于降低晶體生長過程中的熱應力；（號：JP2017-136640, JP2017-179573 ）
● 采用了特的實時溫度集成控制系統(tǒng)。（號：JP2015-78683 ）
采用新一代激光浮區(qū)法單晶爐系統(tǒng)生長出的部分單晶體：
（圖片由
Dr.
Y.
Kaneko
(RIKEN
CEMS)
提供）
新一代激光浮區(qū)法單晶爐系統(tǒng)主要技術參數(shù)：
加熱控制 | 激光束源 | 5束同源設計 |
激光功率 | 2KW | |
熔區(qū)高溫： | ~3000℃* | |
測溫范圍 | 900℃~3500℃ | |
溫度穩(wěn)定性 | /-1℃ | |
晶體生長控制 | 晶體生長大設計長度 | 150mm* |
晶體生長大設計直徑 | 8mm* | |
晶體生長大速度/轉速 | 200mm/hr;40rpm | |
樣品腔真空度/壓力 | 10-4torr to 10 bar | |
樣品腔氣氛 | O2/Ar/混合氣 | |
晶體生長監(jiān)控 | 高清攝像頭 | |
晶體生長控制 | PC控制 | |
占地面積 | D140 xW210 x H200 (cm) |
除此之外，Quantum Design還推出了多款光學浮區(qū)法單晶爐以滿足不同的單晶生長需求。
高溫光學浮區(qū)法單晶爐：
采用鍍金雙面鏡以避免四鏡加熱帶來的多溫區(qū)點、高反射曲面設計，高溫度可達2100-2200攝氏度，高效冷卻節(jié)能設計不需要額外冷卻系統(tǒng)，穩(wěn)定的電源輸出保證了燈絲的恒定加熱功率。適用于生長高溫超導體、介電和磁性材料、金屬間化合物、半導體/光子晶體/寶石等。
德國SciDre公司的高溫高壓光學浮區(qū)爐：
能夠提供2200–3000℃以上的生長溫度，晶體生長腔可大壓力可達300Bar，甚以及10-5Bar的高真空。適用于生長各種超導材料單晶，介電和磁性材料單晶，氧化物及金屬間化合物單晶等。
Quantum Design中國期望能夠給予浮區(qū)法晶體生長技術的科研學者更多的支持與幫助！
