水热法生长ZnO:Ga晶体过程及性能研究

张一骐^1,2，王金亮¹，任孟德¹，雷威²，左艳彬¹

1. 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司国家特种矿物材料工程技术研究中心广西超硬材料重点实验室2. 桂林理工大学地球科学学院

摘 要：采用水热法于36#水热反应釜中在四种条件下制备了ZnO:Ga晶体,对比了四种参数条件下晶体的生长速度及生长质量,深入分析了过快生长速度工艺下晶体产生微孔的原因。在D工艺条件下（4MKOH+0.25M LiOH+1.25mlH₂O₂,360-340℃）获得了生长速度适宜、高质量的ZnO:Ga单晶,晶体最大尺寸达到32.36mm×27.46mm×5.52mm。Ga:ZnO晶体的生长习性为形成一个单锥六棱具有显露p锥面即（101-1）和负极面（0001-）的柱体,而柱显露m面（101-0）发生退化。测试ZnO:Ga晶体的双晶摇摆曲线显示晶体具有优良的结晶质量,其中+c[002]晶面的FWHM为11arc sec,而-c晶面的结晶质量略低于+c方向,FWHM为17arc sec。较之纯ZnO晶体,Ga:ZnO晶体在750nm处透过率曲线开始下降,其在大于750nm波长的可见及红外光区的特异吸收性能将具有广泛的应用前景。

关键词：ZnO:Ga;水热法;晶体;过程;性能;