[发明专利]Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石及其熔体法晶体生长方法

权利要求书

1、Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石，其特征在于：所述的Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石的化合物分子式为Sm_z:Gd_3-x-zCa_xGa_5-x-2yMg_yZr_x+yO₁₂，其中，0＜x＜3，0＜y＜2.5，0＜z＜3，0＜x+2y＜5，0＜x+z＜3。

2、根据权利要求1所述的Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石的熔体法晶体生长方法，其特征在于：

(1)、Sm_z:Gd_3-x-zCa_xGa_5-x-2yMg_yZr_x+yO₁₂晶体生长原料的配料：

采用Sm₂O₃、Gd₂O₃、Ga₂O₃、CaO、MgO、ZrO_2或作为原料，按如下化学式的摩尔比进行配料，并充分混合均匀：

(2)、原料的压制和烧结：将混合均匀的各原料组分进行压制和烧结得晶体生长初始原料，烧结温度为1000-1600℃，时间为10-72小时，也可以将压制成形后的原料作为晶体生长初始原料不经烧结直接进行晶体生长。

(3)、熔体法晶体生长：将晶体生长初始原料放入生长坩埚内，通过加热并充分熔化，获得晶体生长初始熔体；然后将晶体生长初始熔体采用熔体法晶体生长工艺——提拉法、坩埚下降法、温梯法或者其它熔体法晶体生长方法进行生长。

3、根据权利要求2所述的Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石的晶体生长方法，其特征在于：对于需要采用籽晶定向生长的熔体法生长方法，籽晶为Sm_z:Gd_3-x-zCa_xGa_5-x-2yMg_yZr_x+yO₁₂单晶，GGG单晶，或者Gd_3-x-zCa_xGa_5-x-2yMg_yZr_x+yO₁₂单晶，籽晶方向一般为晶体的[111]方向，以及其它的任意确定的方向。

4、根据权利要求2所述的Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石的晶体生长方法，其特征在于：所述的配料中所用原料Sm₂O₃、Gd₂O₃、Ga₂O₃、CaO、MgO、ZrO₂采用相应的Sm、Gd、Ga、Ca、Mg、Zr的其它化合物代替，但需满足能通过化学反应能最终形成Sm_z:Gd_3-x-zCa_xGa_5-x-2yMg_yZr_x+yO₁₂化合物这一条件。

5、根据权利要求2所述的Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石的晶体生长方法，其特征在于：考虑在晶体生长过程中的分凝效应，设所述Sm_z:Gd_3-x-zCa_xGa_5-x-2yMg_yZr_x+yO₁₂晶体中某种元素的分凝系数为k，k＝0.01-1，则当所述的反应步骤(1)中化合式中该元素的化合物的质量为W时，则在配料中应调整为W/k。

6、根据权利要求2所述的Sm掺杂钙镁锆钆镓石榴石的晶体生长方法，其特征在于：考虑到Ga组分在晶体生长中存在挥发，在配料中，配以过量的Ga组分以补偿晶体生长中的Ga挥发：设所述的所有原料总质量为m克，在m克原料中添加r×m克Ga₂O₃一起作为晶体生长原料，r的取值范围为0-0.1，或添加Ga元素含量与r×m克Ga₂O₃中Ga元素含量相等的其他Ga化合物在m克原料中，一起作为晶体生长原料。