[其他]單疇熱釋電雙摻硫酸甘氨酸晶體的水溶液生長

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86101972
• 申請日: 1986-03-22
• 公開（公告）號: CN1003658B
• 公開（公告）日: 1989-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 房昌水;王民;張克從
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 代理公司: 濟(jì)南三達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 孫君

水溶液生長雙摻單疇熱釋電晶體ＡＴＧＳＡｓ的水溶生長，屬于溶液降溫生長晶體的技術(shù)領(lǐng)域。將甘氨酸，硫酸，Ｌ－丙氨酸和砷酸按比例溶于一定體積的蒸餾水中，裝入生長瓶。在單疇性好的ＡＴＧＳＡｓ或ＡＴＧＳ上切取片狀晶種，用夾具固定，沿（０１０）面推移生長。周期４０天左右。本發(fā)明方法簡便，安全，效果良好，宜于推廣應(yīng)用。

本發(fā)明屬于水溶液降溫生長晶體的技術(shù)領(lǐng)域。

硫酸甘氨酸（NH₂CH₂COOH）₃·H₂SO₄簡稱TGS，是一種較早發(fā)現(xiàn)的熱釋電晶體，但它存在退極化等缺點(diǎn)，后來人們又研制出改性TGS系列，在TGS中摻雜L-丙氨酸得到ATGS具有永久極化的性質(zhì)，但要摻雜均勻卻很困難;用硒酸取代硫酸所得TGSe，雖具有較高的熱釋電系數(shù)，但其居里溫度（22.5℃）太低，室溫下無法使用;氟鈹酸取代硫酸長出TGFB晶體，雖能將居里溫度大大提高，但由于毒性太大，原料昂貴，難以推廣使用。

為了進(jìn)一步改進(jìn)已有TGS系列晶體的性能，生長出均勻摻雜而又性能良好的熱釋電材料，我們發(fā)明了一種雙摻單面生長的方法，得到一種新型熱釋電晶體ATGSAs。

本發(fā)明是用砷酸部分取代硫酸，并摻入少量L-丙氨酸以防止遇極化，得到ATGSAs。反應(yīng)式如下：

3（1-y）NH₂CH₂COOH+（1-x）H₂SO₄+xH₃A′_sO₄+3yCH₃NH₂CHCOOH

Δ/（CH₃NH₂CHCOOH）_3y（NH₂CH₂COOH）_3(1-y)（H₂SO₄）_(1-x)(H₃AsO₄）_x（ATGSAs）

其中摻入砷酸量占硫酸的20%～50%M，摻入L-丙氨酸量占甘氨酸的8%～18%M。

將配好的溶液裝入生長瓶[5]中，瓶內(nèi)外各有一支攪拌漿「2」，燈絲「3」加熱，導(dǎo)電表「4」控溫，溫度計「7」精確指示水溫，最外層是恒溫水槽「1」，最初可選擇單疇好的ATGS大片籽晶，方向垂直b軸，以后可從已長出的ATGSAs上切取籽晶。將籽晶固定在晶種夾具「6」上，采用單面生長技術(shù)，沿（010）面推移生長。

附圖1，是本發(fā)明所用的水溶液法晶體生長裝置示意圖，其中，1、恒溫水槽，2、攪拌漿，3、加熱燈管，4、控溫導(dǎo)電表，5、生長瓶，6、籽晶夾與籽晶，7、溫度計。

附圖2，是產(chǎn)品的電滯回線，（a）ATGSAs（b）TGS。

下面是本發(fā)明的一個具體實(shí)施例：

560克甘氨酸，65克L-丙氨酸，180克硫酸，165克砷酸溶于1200毫升蒸餾水，pH≈2.3，飽和點(diǎn)在45℃左右。溶液裝入生長瓶后，先降溫，0.1℃/天;再降溫，0.3℃/天。選用已長出的單疇好的ATGSAs，解理出垂直b軸的晶片（4×6cm），用籽晶夾固定后，伸入溶液中進(jìn)行降溫生長，40天左右為一周期。

單疇性好，熱釋電晶體性能才好。本發(fā)明方法所長的ATGSAs單晶就具有良好的單疇性，與TGS相比有著較高的偏壓場（圖2）熱釋電品質(zhì)因數(shù)P/s高出TGS近一倍，是目前水溶液生長所得的P/s值最高的晶體，下面是與TGS的數(shù)據(jù)比較：

T P 介電s tan

（℃）（x10^-8c/cm²·k）（kHz） （kHz）

TGS 49 3.1 39 5×10^-3 退極化