高端晶体生长设备落地！中科院物理所、中科大再添利器，赋能凝聚态物理研究

发布日期：2026-03-27

近期，多款前沿光学浮区法晶体生长相关高端设备顺利完成安装调试，正式落户中国科学院物理研究所与中国科学技术大学。此次落户的设备包含 Quantum Design Japan 公司新一代 LFZ 激光浮区法单晶炉、德国 ScIDre 公司 HKZ 系列高温高压光学浮区炉以及日本 Pulstec 公司 X 射线单晶定向系统，由Quantum Design中国售服团队和德国ScIDre制造商工程师协同完成全部安装工作，将为两所科研机构在凝聚态物理尤其是高温超导材料领域的研究提供核心硬件支撑。

中国科学院物理研究所激光浮区法单晶炉安装现场

中国科学院物理研究所X射线单晶定向系统安装现场

中国科学院物理研究所高温高压光学浮区法单晶炉安装现场照片

中国科技大学高温高压光学浮区法单晶炉安装现场照片

光学浮区法晶体生长技术是制备高质量单晶的关键手段，凭借无需坩埚、晶体生长工艺条件可控、可生长高熔点材料且能实时观察晶体生长过程‌等诸多优势，成为目前业界比较公认的获得优质单晶样品的方法之一，已广泛应用于各种超导材料、介电、光学、半导体和磁性材料以及其它各种氧化物及金属间化合物的单晶生长。

激光浮区法单晶炉

与传统的激光浮区法单晶生长系统相比，Quantum Design Japan公司（下文简称：QDJ）推出的新一代高性能激光浮区法单晶炉-LFZ具有以下技术优势：

►  传承日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的前沿设计理念

►  功率更高（激光功率2KW/1.5KW，两种规格可选）

►  采用全新五束激光设计，确保熔区能量分布更加均匀

►  更加科学的问题梯度优化方案，有助于降低晶体生长中的热应力

►  采用了特有的实时温度集成反馈控制系统

日本QDJ公司LFZ激光浮区法单晶炉系统外观图片

高温高压光学浮区法单晶炉

德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区炉集高温和高压技术于一体，克服了传统浮区炉高温条件下晶体生长严重挥发的难题，HKZ可提供高达3000℃的晶体生长温度，晶体生长腔有多种压力规格可供选择，压力可高达300bar。HKZ的诞生进一步优化了光学浮区法单晶生长技术的设计理念，采用垂直式光路设计方案，使得高熔点、易挥发性材料的单晶生长成为了可能。

技术优势：

• 能够实现高压300bar大气压（选配）、高温3000℃（选配）环境；

• 能够分别独立控制不同气体的流速和流量，能够实现样品生长的气体定速定量混合反应；

• 在保持灯泡输出功率恒定的情况下，采用调节光阑（shutter）的方式对熔区进行控温，从而能够有效延长灯泡使用寿命；

• 拥有丰富的功能选件可进行选择和拓展，包括熔区红外测温选件、10-2mbar&10-5mbar量级不同真空度的真空选件、实现氧含量达10-12PPM级的气体除杂选件、对长成的单晶可提供高压氧环境退火装置选件。

德国ScIDre公司HKZ系列高温高压光学浮区炉设备外观示意图

X射线单晶定向系统

日本Pulstec公司基于自主研发的大尺寸圆形全二维面探测器技术，相继发布了紧凑型X射线单晶定向系统s-Laue和大样品腔的X射线单晶定向系统m-Laue。

s-Laue	m-Laue

该设备可广泛应用于超导、铁电、铁磁、热电、介电、半导体、光学等物理、化学、材料相关学科的晶体定向，适用于各种氧化物和金属间化合物晶体材料。

此次高端晶体生长设备的集中落户，是中科院物理所、中国科大完善凝聚态物理领域科研硬件布局的重要举措。中科院物理所此次引入了 LFZ 激光浮区法单晶炉、HKZ 高温高压光学浮区炉及 s-Laue X 射线单晶定向系统，中国科大则引入了 HKZ 高温高压光学浮区炉，全套设备的投用将大幅提升两所机构在高熔点、易挥发性、高压敏感型材料单晶制备与检测的能力，为高温超导等前沿研究提供更精准、高效的技术手段。