蓝宝石晶体生长方法泡生法和提拉法介绍

Al 2 O 3 单晶又称蓝宝石， 俗称刚玉， 是一种简单配位型氧化物，常因含微量元素钛（Ti 4 + ） 或铁（Fe 2 +） 而呈蓝色。

蓝宝石晶体的主流生长方法包括泡生法和提拉法。

提拉法又称czochralski法，其生长过程包括将氧化铝原料加热成熔体，将籽晶伸入料面下部分熔化后边旋转籽晶边提拉，经过缩颈、放肩、等径、拉脱等过程，完成晶体的生长。提拉法通过制造温度梯度实现晶体的生长，其过程中需要晶体和坩埚中至少一个旋转，熔体原料中自然对流和强迫对流同时存在，液流复杂，结晶界面容易失稳，导致缺陷的产生。

泡生法又称ky法，由提拉法演变而来，其生长过程包括在坩埚内装入氧化铝原料，将定向籽晶固定在顶部中间的水冷籽晶杆上，升温化料，将籽晶浸入熔液中，降低熔体温度，使氧化铝在籽晶上结晶，采用提拉法的工艺，生长晶颈，然后停止提拉，缓慢降低加热功率，使等温线缓慢下移，实现晶体的生长。泡生法的主要优点是操作简单，易于控制，可以在较低的温度下生长较大尺寸的晶体，但其缺点是晶体的品质不如提拉法，容易出现缺陷。