Chế tạo đơn tinh thể KDP chất lượng cao bằng phương pháp Sankaranarayanan-Ramasamy (SR)

Tóm tắt

Tinh thể KDP (Potassium Dihydrogen Phosphate, KH₂PO₄) đã được quan tâm nghiên cứu từ những năm 1930 vì dễ dàng chế tạo với kích thước lớn, chi phí thấp và đặc biệt có tính áp điện. Từ đó đến nay, nhiều ứng dụng của tinh thể KDP đã được phát triển như dùng làm bộ biến điệu điện quang, khóa chuyển mạch quang học (Q-Switch) và bộ điều biến tần số laser thông qua các hiệu ứng phi tuyến bậc hai, bậc ba. Để đáp ứng các ứng dụng, đòi hỏi phải có những đơn tinh thể KDP chất lượng cao. Phương pháp chế tạo đơn tinh thể KDP phổ biến hiện nay là phương pháp hạ nhiệt độ, trong đó một mầm tinh thể KDP được đặt trong môi trường dung dịch quá bão hòa. Hạn chế của phương pháp này là sự xuất hiện không mong muốn của đám kết tinh dưới đáy bình nuôi, gây cản trở sự phát triển của đơn tinh thể chính. Từ những năm 2010, Sankaranarayanan và Ramasamy (SR) đã đề xuất một phương pháp chế tạo đơn tinh thể mới dựa trên việc thiết kế hình dáng bình đựng dung dịch có dạng chữ Y. Trong nghiên cứu này, đơn tinh thể KDP được chế tạo bằng phương pháp SR. Kết quả cho thấy phương pháp mới này cho đơn tinh thể KDP chất lượng tốt hơn, ít sai hỏng hơn, độ cứng, độ kết khối cao hơn và đặc biệt là tiết kiệm vật liệu hơn so với các phương pháp truyền thống.