发明名称 铌酸铅镁-钛酸铅单晶
摘要 一种制备铌酸铅镁-钛酸铅(PMN-PT)单晶之方法。本方法包含提供具有一平坦底部之铱(Iridium)坩埚以容纳 PMN-PT原始材料,及置放含该PMN-PT原始材料之坩埚于一直立式布氏长晶炉(vertical Bridgman furnace)中,其中该直立式布氏长晶炉具有二种以上温度区域,接继以一惰性气体加压该炉内部。随后向下移动该坩埚至该直立式布氏长晶炉之温度区域内,其中该温度区域包含较高于PMN-PT材料熔点温度之一第一温度,及较低于 PMN-PT材料熔点温度之一第二温度。使用本方法制备之PMN-PT单晶其结晶方位为[110],并可应用于声电换能器用途。本发明之声电换能器为侦测或产生声波之有效声电换能器装置。
申请公布号 TW555895 申请公布日期 2003.10.01
申请号 TW090122520 申请日期 2001.09.11
申请人 II VI股份有限公司 发明人 奥京E 艾斯拉
分类号 C30B11/00 主分类号 C30B11/00
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种制备铌酸铅镁-钛酸铅(PMN-PT)单晶之方法,该方法至少包含下列步骤:(a)提供具有一平坦底部之铱(Iridium)坩埚以容纳PMN-PT原始材料;(b)置放含该PMN-PT原始材料之坩埚于一直立式布氏长晶炉(vertical Bridgman furnace)中,其中该直立式布氏长晶炉具有二种以上之温度区域,并以一惰性气体对该炉内部加压;及(c)向下移动该坩埚至该直立式布氏长晶炉之温度区域内,其中该温度区域包含:(i)较高于PMN-PT材料熔点温度之一第一温度;及(ii)较低于PMN-PT材料熔点温度之一第二温度。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述PMN-PT原始材料至少包含高纯度氧化铅(Pb3O4)、碳酸镁(MgCO3)、氧化铌(Nb2O5)及氧化钛(TiO2)粉末。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述铱坩埚系以合适宽松之一铝环加以覆盖。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述直立式布氏长晶炉中的压力为10至500大气压。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述一或多种惰性气体系选自由氦气、氖气、氩气、氪气及氙气所组成之群组。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述惰性气体为氩气。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述第一温度区域之温度高于1300℃,而该第二温度区域不超过1300℃。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述坩埚向下移动速率为0.2至12公厘/小时。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述直立式布氏长晶炉中该第一温度区域与该第二温度区域产生一温度梯度,该温度梯度为10至50℃/公厘。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中除施加上述惰性气体外,另外添加少量氧分压对该直立式布氏长晶炉以进行加压。11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述PMN-PT单晶系指结晶方位为[110]之(n-1) PMN-(n)PT固溶体单晶。12.一种PMN-PT单晶,其系利用如申请专利范围第1项所述之方法所制备。13.一种电声换能器,其至少包含一个以上如申请专利范围第12项所述之PMN-PT单晶。14.一种包含如申请专利范围第13项所述之电声换能器的装置,该装置系用以侦测或产生声波。15.如申请专利范围第14项所述之装置,其中上述装置系选自由声纳装置、地雷侦测装置、水中听音装置、超音波治疗装置、超音波体内油脂量测装置、超音波成像装置、用以估算木制构件之结构性质的超音波装置、用以量测动物背部脂肪的超音波装置、用以填充位准监视的超音波装置、用以量测流率的超音波装置,以及用于核子反应器核心中的检查杆所组成之群组。16.一种制备结晶方位为[110]之铌酸铅镁-钛酸铅((n-1) PMN-(n)PT)单晶的方法,其利用坩埚介面育种,该方法至少包含下列步骤:(a)提供具有一平坦底部之铱(Iridium)坩埚以容纳含氧化铅(Pb3O4)、碳酸镁(MgCO3)、氧化铌(Nb2O5)及氧化钛(TiO2) PMN-PT之原始材料;(b)置放含该PMN-PT原始材料之坩埚于一直立式布氏长晶炉中,其中该直立式布氏长晶体具有二种以上之温度区域,并以氩气对该炉内部加压为75至100大气压;及(c)向下移动该坩埚至该直立式布氏长晶炉之温度区域内,其中该温度区域包含:(i)较高于PMN-PT材料熔点温度之一第一温度;及(ii)较低于PMN-PT材料熔点温度之一第二温度。17.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述铱坩埚系以合适宽松之一铝环加以覆盖。18.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述第一温度区域之温度高于1300℃,而该第二温度区域不超过1300℃。19.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述坩埚向下移动速率为0.2至12公厘/小时。20.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述直立式布氏长晶炉中该第一温度区域与该第二温度区域产生一温度梯度,该温度梯度为10至50℃/公厘。21.如申请专利范围第16项所述之方法,除施加上述惰性气体外,另外添加少量氧分压对该直立式布氏长晶炉进行加压。22.一种PMN-PT单晶,其系利用如申请专利范围第16项所述之方法所制备。23.一种电声换能器,其至少包含一个以上如申请专利范围第22项所述之PMN-PT单晶。24.一种包含如申请专利范围第23项所述之电声换能器的装置,该装置系用以侦测或产生声波。25.如申请专利范围第24项所述之装置,其中上述装置系选自由声纳装置、地雷侦测装置、水中听音装置、超音波治疗装置、超音波体内油脂量测装置、超音波成像装置、用以估算木制构件之结构性质的超音波装置、用以量测动物背部的脂肪的超音波装置、用以填充位准监视的超音波装置、用以量测流率的超音波装置,以及用于核子反应器核心中的检查杆所组成之群组。26.一种铌酸铅镁-钛酸铅(PMN-PT)单晶,该单晶至少包含具有[110]结晶方位之(n-1) PMN-(n)PT固溶体单晶。27.一种电声换能器,其至少包含一个以上如申请专利范围第26项所述之PMN-PT单晶。28.一种包含如申请专利范围第27所述之电声换能器的装置,该装置系用以侦测或产生声波。29.如申请专利范围第28项所述之装置,其中上述装置系选自由声纳装置、地雷侦测装置、水中听音装置、超音波治疗装置、超音波体内油脂量测装置、超音波成像装置、用以估算木制构件之结构性质的超音波装置、用以量测动物背部脂肪的超音波装置、用以填充位准监视的超音波装置、用以量测流率的超音波装置,以及用于核子反应器核心中的检查杆所组成之群组。图式简单说明:第1图所示者为习用技术中晶种所使用的平坦底部坩埚之剖面图;第2图所示者为晶粒选取方法中所使用的习用技术之锥形坩埚剖面图;及第3图所示者为本发明中所使用之坩埚结构。
地址 美国