[发明专利]钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体、其制备方法、应用及温场

权利要求书

1.一种钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体，其特征在于，其分子式为：

Gd_3-xCa_xGa_5-x-2yMg_yZr_x+yO₁₂

其中，0.35≤x≤0.4，0.25≤y≤0.3；为立方晶系石榴石相，其中十二面体中的Gd³⁺被阳离子Ca²⁺取代，八面体中的Ga³⁺被Mg²⁺和Zr⁴⁺取代。

2.如权利要求1所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体，其特征在于，其晶胞参数为

3.如权利要求1或2所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体，其特征在于，其与掺Bi:RIG系薄膜的失配率小于0.05％。

4.如权利要求1所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体，其特征在于，x＝0.35且y＝0.3，或x＝0.4且y＝0.25。

5.如权利要求1至4任意一项所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配置多晶原料：按照所述钙镁锆掺杂的钆镓石榴石磁光晶体的分子式的化学计量比称取晶体生长所需原料，在混料机内混匀，等静压机压片后置于马弗炉内高温烧结；其中Ga₂O₃过量1-4wt％；

(2)单晶生长：将多晶原料加入铱金坩埚置于温场，采用熔体提拉法生长SGGG单晶，得到所述钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体。

6.如权利要求5所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体的制备方法，其特征在于，步骤(2)控制晶体生长气氛为：充入含有50v/v％～70v/v％CO₂的惰性气体。

7.如权利要求5所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体的制备方法，其特征在于，步骤(2)提拉速度0.8-2mm/h，转晶速度5-10rpm内调节，晶体生长至所需尺寸时，拉至脱离熔体表面1-15mm，随后阶段性退火至室温，降温速度为5-30℃/h。

8.如权利要求1至4任意一项所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体的应用，其特征在于，应用于制作掺Bi稀土铁石榴石外延薄膜。

9.一种用于制备如权利要求1至4任意一项所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体的温场，其特征在于，包括同心嵌套的氧化锆内筒、氧化锆砂保温层与氧化铝外筒；温场设置在提拉炉之内；

所述内筒内腔直径在80～120mm之间，内筒壁厚度在20～30mm之间，导热率在0.23-0.35W/(m·k)之间；所述氧化锆砂保温层厚度在30～50mm之间；所述外筒内腔直径在160～200mm之间，内筒壁厚度在20～30mm之间，热导率0.4-0.6W/(m·k)。

10.如权利要求9所述的钙镁锆掺杂的钆镓石榴石晶体的温场，所述氧化锆砂保温层使用50-100目的氧化锆砂。