提拉法和助熔剂法生长的钽酸锂晶体在性能上有以下一些区别:
- 提拉法:生长过程中晶体在熔体的自由表面处生长,不与坩埚相接触,能显著减小晶体的应力,并且可以方便地使用定向籽晶与 “缩颈” 工艺,更易得到完整的籽晶和所需取向的晶体,通常晶体的结构完整性较好,缺陷相对较少。
- 助熔剂法:晶体在助熔剂溶液中生长,生长速度较慢,原子有更充分的时间进行排列和调整,也能生长出结构较为完整的晶体。不过,可能会存在助熔剂包裹等问题,即在晶体生长过程中,少量助熔剂可能会被包裹在晶体内部,形成微观缺陷。
- 提拉法:一般生长的是同成分钽酸锂晶体,锂和钽的比例通常为 48.75:51.25,锂离子浓度相对较低,可能导致温度漂移系数偏高且机电耦合系数偏低1。
- 助熔剂法:可以通过调整助熔剂的成分和生长条件等,更容易生长出近化学计量比的钽酸锂晶体,使锂和钽的比例更接近 1:1。近化学计量比的钽酸锂晶体通常具有更好的声学性能、光学性能等,比如其机电耦合系数相对较高,温度漂移系数相对较低。
- 提拉法:生长的晶体由于可能存在的锂离子浓度等因素,在光学均匀性等方面可能稍逊一筹。例如在用于一些对光学均匀性要求极高的光通信、激光等领域时,可能需要进一步的加工和处理来提高性能。
- 助熔剂法:生长出的近化学计量比晶体在光学性能上有一定优势,其光学损耗可能更低,在光的透过、折射等方面表现更稳定和均匀,更适合用于对光学性能要求苛刻的高端光学器件。
- 提拉法:晶体的电学性能基本能满足一般的应用需求,但在一些对电学性能精度要求极高的场合,比如高频、高压等条件下,可能存在一定的局限性,如介电损耗在高频下可能相对较大。
- 助熔剂法:近化学计量比的晶体往往具有更优异的电学性能,其介电常数可能更稳定,在高频、高压等条件下的介电损耗相对较小,能更好地满足高端电子器件的需求。
- 提拉法:在制作声表面波滤波器等声学器件时,其声学性能如机电耦合系数等相对近化学计量比晶体较低,可能会影响滤波器的带宽、插入损耗等性能指标1。
- 助熔剂法:有助于提升钽酸锂晶体的声学性能,能制备出高机电耦合系数、低温度漂移系数的钽酸锂晶体,更有利于满足 5G 等通信技术对声表面波滤波器等器件的高性能需求1。
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