Quantum Design中国最新引进高性能激光浮区法单晶生长系统

浮区法单晶生长技术在晶体生长过程中具有无需坩埚、样品腔压力可控、生长状态便于实时观察等诸多优点，目前已被公认为是获取高质量、大尺寸单晶的重要手段之一。激光浮区法单晶生长系统可广泛用于凝聚态物理、化学、半导体、光学等多种学科领域相关单晶材料制备，尤其适合高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。

Quantum Design中国最新引进的高性能激光浮区法单晶生长系统，传承了日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的先进设计理念，具有更高功率、更加均匀的能量分布和更加稳定的性能。

 图1：RIKEN（CEMS）设计的同源五束激光发生器原型机实物

图2：RIKEN（CEMS）设计的同源五束激光发生器原型机原理图

与传统的激光浮区法单晶生长系统相比，新一代激光浮区法单晶炉系统具有四项专利技术优势：

● 采用专利技术同源五束激光设计，确保熔区能量分布更加均匀；

（专利号：JP2015-58640）

● 更加科学的激光光斑优化方案，有助于降低晶体生长过程中的热应力；

（专利号：JP2017-136640, JP2017-179573 ）

● 采用了独特的实时温度集成控制系统。

（专利号：JP2015-78683 ）

采用新一代激光浮区法单晶炉系统生长出的部分单晶体：

（图片由 Dr. Y. Kaneko (RIKEN CEMS) 提供）

Sr2RuO4

Ba2Co2Fe12O22

SmB6

Y3Fe5O12 

新一代激光浮区法单晶炉系统主要技术参数：

加热

控制

激光束源

5束同源设计

激光功率

2KW

熔区最高温：

~3000℃*

测温范围

900℃~3500℃

温度稳定性

+/-1℃

晶体

生长

控制

晶体生长最大设计长度

150mm*

晶体生长最大设计直径

8mm*

晶体生长最大速度/转速

200mm/hr;40rpm

样品腔真空度/压力

10-4torr to 10 bar

样品腔气氛

O2/Ar/混合气

晶体生长监控

高清摄像头

晶体生长控制

PC控制

其它

占地面积

D140 xW210 x H200 (cm)

除此之外，Quantum Design还推出了多款光学浮区法单晶炉以满足不同的单晶生长需求。

高温光学浮区法单晶炉：采用镀金双面镜以避免四镜加热带来的多温区点、高反射曲面设计，最高温度可达2100-2200摄氏度，高效冷却节能设计不需要额外冷却系统，稳定的电源输出保证了灯丝的恒定加热功率。适用于生长高温超导体、介电和磁性材料、金属间化合物、半导体/光子晶体/宝石等。

德国SciDre公司的高温高压光学浮区炉：能够提供2200–3000℃以上的生长温度，晶体生长腔可最大压力可达300Bar，甚以及10-5mBar的高真空。适用于生长各种超导材料单晶，介电和磁性材料单晶，氧化物及金属间化合物单晶等。

Quantum Design中国期望能够给予浮区法晶体生长技术的科研学者更多的支持与帮助！