YIG单晶液相外延法设备及生长研究

发布时间：2024-10-05 03:32

　　YIG是一类具有优异磁、磁光、微波性能的石榴石结构材料,被广泛应用于各类各类光学器件、磁光器件和微波器件,尤其是在当前5G快速发展的背景下,对以磁光隔离器为主的非互易性光学器件有着重大需求,需要高质量的YIG磁光晶体。此外,自旋电子学发展严重依赖于对自旋极化电流的控制,而自旋极化电流携带自旋角动量,可通过自旋转移过程来操纵磁矩。YIG作为铁磁性绝缘材料具有极低的磁阻尼系数,高质量YIG薄膜在自旋电子器件的制备中有着十分重要的作用,受到了工业界及学术界的广泛关注。YIG晶体生长难度极大,而且需要助熔剂才能获得石榴石相。目前,无论体单晶还是薄膜,比较成功的生长技术都集中在LPE方法上。但是,我国通讯产业和国防建设所需YIG晶体全部依赖进口,国外对YIG晶体的LPE设备和技术严密封锁,因此研发国产LPE设备,生长YIG晶体是突破技术封锁、确保产业安全的重要课题。因此,本论文重点研制YIG晶体液相外延法生长设备,并且在液相外延法制备YIG晶体的助熔剂选择方面开展了一点初步工作。取得的研究结果如下:（1）研制了液相外延法设备,可用于YIG晶体的生长。设备长时间运行温度可达1200℃,控温精度在±0...

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【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 磁光效应与磁光材料
        1.2.1 磁光效应
        1.2.2 磁光材料
    1.3 YIG磁光晶体
        1.3.1 YIG晶体结构简介
        1.3.2 YIG晶体应用简介
        1.3.3 常见制备方法
    1.4 本课题的选题依据和研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 研究内容
第2章 文献综述
    2.1 液相外延法
    2.2 液相外延技术发展现状
        2.2.1 Ⅲ-Ⅴ族材料外延技术
        2.2.2 硅材料外延技术
        2.2.3 碲镉汞材料外延技术
        2.2.4 高温超导材料外延技术
        2.2.5 石榴石单晶材料外延技术
    2.3 助溶剂液相外延法制备YIG单晶
        2.3.0 助熔剂体系
        2.3.1 离子掺杂研究
        2.3.2 产业化技术水平
第3章 液相外延法设备研制
    3.1 引言
    3.2 国内外LPE法制备YIG生长炉的研究
    3.3 生长炉的设计制备
        3.3.1 生长炉的基本组成
        3.3.2 生长炉的设计依据
        3.3.3 生长炉的设计要求
        3.3.4 生长控制系统
        3.3.5 炉体及内部空间结构设计
        3.3.6 热电偶的选型与装配
        3.3.7 安全性保障
    3.4 本章小结
第4章 YIG晶体生长研究
    4.1 助熔剂选择
    4.2 实验原料和仪器
    4.3 坩埚选择
    4.4 晶体生长与分析
        4.4.1 固相法制备YIG多晶料
        4.4.2 多晶料的物相分析
        4.4.3 助熔剂法生长YIG晶体
        4.4.4 不同R=n(Y/Fe)值对晶体生长的影响
        4.4.5 不同B_2O_3量对晶体生长的影响
    4.5 本章小结
第5章 全文总结
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文



本文编号：4007491