CN104630875B - 大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，包括信息存储铁电单晶体原料溶液加热饱和平衡、引晶、转晶、程序降温生长、后处理以及热晶型转变步骤；所述单晶母液瓶不需要保护气体的保护，采用石蜡油液封方式自动控制内外压力平衡；通过石蜡油的隔离阻绝了内外空气流通，进而能精密地维持温度平衡。本发明间接生长形成大尺寸的块状信息存储铁电单晶体、制造工序简单、原料简单便宜、废液循环利用、无污染无三废排放、接近室温生长节能、水溶液生长环保、制造成本低。

Description

大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法

技术领域

本发明涉及新型分子铁电信息存储单晶体的制造技术，具体是一种新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能的生长方法。

背景技术

铁电材料是现代信息存储、微电子、遥感、激光等关乎国民经济及国防的一类不可或缺的智能型重要材料。并且由于其特殊的偶极排列结构和集光、电、磁、热、力等于一体的特性使得其具有任何材料都不可代替的特殊应用前景，可满足未来高集成化飞速发展对材料的特殊要求。目前，得到广泛应用的铁电材料数量非常有限，并且集中于无机氧化物(如BaTiO₃、PbTiO₃、PTZ等陶瓷铁电体)。但这类陶瓷铁电体材料含有剧毒性的重金属、废弃物污染较重、含重金属密度大、需要高温烧结生产能耗高、生长大单晶困难等，在生产、应用和废弃物处理各个环节都存在诸多需要改进的地方。

同时目前主要应用的铁电体都是基于含铅氧化物及其衍生物的陶瓷Pb(Ti1-xZrx)O₃，烧结温度达到了600-1000℃之间的高温，在这个高温还要维持几天甚至几个月，而且产生剧毒的PbO废弃物，废弃物回收难，高温烧结耗费巨大的能源。给人类赖以生存的自然环境造成严重的不可恢复的危害。同时这些重金属和其它的一些掺杂的元素资源有限，后期的发展成本会更高等。

目前新型分子铁电材料的大单晶体生长方法还刚刚起步，并未获得成熟的方法，对于二异丙基铵溴盐高性能铁电材料，美国《科学》杂志上的文献报道的晶体尺寸比较小，只有1-2个毫米；经过一系列详细测试表征证明其各项性能均接近和达到了陶瓷钛酸钡水平，饱和极化和居里温度都非常高。但其大尺寸单晶体生长比较困难，而传统的：火焰法、提拉法、热交换法和导向温梯法等都不适用该材料。寻找低烧结温度且环保的铁电材料是国际材料学研究的长期难以攻克的难关，大尺寸单晶体生长方法的研究将成为未来的重点研究方向。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，只需在50℃以下的温和条件便能生长得到大晶体，解决了现有技术中大尺寸单晶体生长困难的技术难题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，包括以下步骤：

1)利用原料溶液制备饱和母液；

2)引晶；

3)转晶；

4)程序降温生长；

5)后处理；

6)热晶型转变，得到新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体；

所述步骤均在单晶恒温槽内的母液瓶中进行，所述母液瓶的顶部设置液封。

进一步的，在本发明中，所述步骤1)中，所述饱和母液的制备步骤是：

1-1)原料瓶中加入原料和去离子水，盖上盖子，将所述原料瓶置于所述单晶恒温槽内；所述原料为二异丙胺溴盐；

1-2)所述单晶恒温槽内控制温度为40℃～50℃；

1-3)搅拌，使原料充分溶解达到饱和；

1-4)将步骤1-3)所得溶液进行热过滤，得到清澈的饱和母液；

1-5)将所得饱和母液转移到50℃的所述母液瓶中，盖上带有液封圈的盖子，放入所述单晶恒温槽内进行保温；

1-6)保温2～4小时后，所述母液瓶内的温度达到了40℃～50℃的饱和温度。

进一步的，在本发明中，所述步骤2)中，所述引晶的步骤是：

2-1)所述母液瓶连接有籽晶，所述籽晶的高度可调节；

2-2)将所述籽晶下降至距离所述饱和母液的液面处5mm～20mm处，静置5～10分钟，使得所述籽晶升温至与饱和母液的温度一致；

2-2)将所述籽晶下降至所述饱和母液的液面高度的中间位置，静置。

进一步的，在本发明中，所述步骤3)中，所述转晶的步骤是：开启述单晶恒温槽内的旋转装置，转速为20～30转/min；设定程序为顺时针反时针交替旋转，顺反交替之间停止10秒～15秒。

进一步的，在本发明中，所述步骤4)中，籽晶持续旋转，并开始进行程序降温生长，根据生长的不同阶段控制不同的降温速率，包括如下：

4-1)初期，降温速率为每3天降温0.1℃；

4-2)中期，降温速率为每2天降温0.1℃；

4-3)后期，降温速率为每1天降温0.1℃；

4-3)末期，降温速率为每0.5天降温0.1℃。

降温过快会生长过快，母液瓶底部会析出额外的晶体，影响大晶体的生长。

进一步的，在本发明中，所述步骤5)中，所述后处理的方法为：停止所述步骤4)中的程序降温生长，向所述母液瓶中加入与所述饱和母液相同温度的石蜡油，同时将底层的饱和母液等速抽出，维持所述母液瓶中的液体总量不变，至所述饱和母液全部替换为所述石蜡油，经程序降温生长形成的大晶体浸泡在所述石蜡油中。防止将晶体直接拉出后，晶体表面降温比内部快，引起内外应力不平衡，产生应力开裂；同时为下一步的热晶型转变做准备。

进一步的，在本发明中，所述步骤6)中，所述热晶型转变的方法为：将经步骤5)后处理过的所述母液瓶取出，放入油浴槽内加热至155℃，冷却；所述加热过程中的升温速率和冷却过程中的降温速率均为10℃每小时。确保晶体内外的温度一致保持应力平衡而不开裂。

进一步的，在本发明中，所述母液瓶的顶部采用石蜡油液封。母液瓶不需要保护气体的保护，采用石蜡油隔离方式自动控制内外压力平衡；在原料溶液加热、原料溶液饱和平衡、引晶、放晶、顺反旋转籽晶及程序降温生长的过程中，通过石蜡油的隔离阻绝了空气流通，进而能更好地维持温度平衡。内外隔离层使用惰性的非水溶性液体石蜡油。维持内外气压平衡，同时阻隔气流流动，能更好的保持内部温度，特别是母液的表面温度，因为一旦有气流流动母液表面温度就会降低则会析出小的微晶，从而严重影响大晶体的稳定生长。

进一步的，在本发明中，所述恒温槽和母液瓶均为玻璃材质，所述恒温槽的体积为30升～100升，所述母液瓶的尺寸为1升～10升。玻璃表面光滑有益于晶体的生长，同时玻璃透明方便观察晶体生长情况，根据生长情况适时调节生长条件，可加工成不同容积的玻璃容器，成本低；相比较而言，传统的方法所用容器都为贵金属或合金等，密闭不透明不方便观察晶体生长情况，成本也高。

进一步的，在本发明中，所述单晶恒温槽内设置有控温***，所述控温***为电加热圈水浴加热装置，加热功率为0.5kw～5kw。

有益效果：

本发明中的技术方案在是科研课题的进行过程中逐步形成的，相关的科研课题受到如下基金的资助：科技部973(2014CB848800)、江苏省自然科学基金(BK20130600，BK20140056)、国家自然科学基金(21422101，21301029)以及***新世纪人才和博士点基金。

本发明将传统的陶瓷铁电材料用分子基二异丙基铵溴盐分子基铁电材料取代，利用水溶液通过间接相转变方法合成大尺寸的铁电单晶体材料，制备温度降低到低于50℃，能耗非常低、生产过程不产生有毒物质、无三废排放，节省大量能源并减少CO₂和灰 霾排放，废液可循环继续重复使用，大大减少环境污染，并降低成本。本发明利用分子基铁电材料的研究制备了一个高性能的分子铁电材料，并通过绿色环保的方法生长了大尺寸单晶体，原料便宜易得无污染，为应用建立了材料基础。

1.本方法采用50℃以下的接近室温的温度生长，相对传统的高温1000℃左右的熔融后生长相比较非常节能，大大节约了由于维持高温而消耗的电能；同时简化了高温生长的复杂工序，操作更加简单容易。

2.使用水作溶剂绿色环保；而不是采用甲苯、苯、DMF、甲醇、氯仿等有环境毒性的有机溶剂。生长晶体后的废液可循环使用，作为下次晶体生长的原料直接投料。整个过程没有废气废液和废渣产生，非常环保。

3.采用恒温水浴程序控温，选用比热容较大的水为介质向母液瓶传热，水能很好地发挥比热容大的特点维持温度稳定，温度稳定性好不出现温度波动，且程控电加热圈功率适中程序响应快不出现加热过度和滞后现象。因为温度稳定性对于生长至关重要，如果出现波动晶体会出现溶解和快速析出，影响晶体质量或者变为多晶而不是单晶。

4.不需要使用贵金属等材质的坩埚，只需要普通玻璃瓶作为母液瓶，玻璃瓶透明容易观察晶体生长情况，且成本非常低。同时原料也是非常简单易得的小分子的铵盐，与含有重金属(铅、铋、钡等)的传统陶瓷铁电单晶体相比，不但环保可再生，原料成本更是非常低。

5.采用首先生长的结晶性好的A晶型，再利用A晶型在150℃下，经不可逆的热致晶型结构转变成为B晶型的特点，间接得到了所需要的B晶型分子铁电单晶体，且为可见光和红外光透过率高、无多晶、缺陷密度低的光学级晶体，绕过了直接生长B晶型困难的问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

一种新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，包括以下步骤：

1)利用原料溶液制备饱和母液：

1-1)原料瓶中加入原料和去离子水，盖上中间开孔的乳胶盖子并放入一根聚四氟搅拌棒，将原料瓶置于所述单晶恒温槽内；原料为二异丙胺溴盐；

1-2)单晶恒温槽内设置有控温***，控温***为电加热圈水浴加热装置，加热功率为0.5kw～5kw，开启控温***，单晶恒温槽内控制温度为40℃～50℃；单晶恒温槽和母液瓶均为玻璃材质，恒温槽的体积为30升～100升，母液瓶的尺寸为1升～10升。

1-3)开启聚四氟搅拌棒搅拌2天，使原料充分溶解达到饱和；

1-4)将准备好的布氏漏斗也加热到40℃～50℃，快速将步骤1-3)所得带有未溶解原料的溶液进行热过滤，得到清澈的饱和母液；

1-5)迅速将过滤所得的饱和母液转移到干净的50℃的母液瓶中，盖上带有液封圈的盖子，液封圈中间放入一根带有吊环的玻璃棒，放入单晶恒温槽内进行保温；

1-6)保温2～4小时的平衡过程后，母液瓶内的温度达到了40℃～50℃的饱和温度。

整个操作过程都要在45℃～50℃范围内的环境快速完成，必须确保所得到的溶液是饱和的并且不能析出任何微小的晶体。

2)引晶：

2-1)所述母液瓶连接有1立方毫米大小的完好籽晶，所述籽晶的高度可调节；籽晶粘于细丝线一端，并将丝线固定在带有吊环的玻璃棒底端；

2-2)将所述籽晶下降至距离所述饱和母液的液面处5mm～20mm处，静置5分钟～10分钟，使得所述籽晶升温至与饱和母液的温度一致，防止籽晶温度低引起快速结晶；

2-2)将所述籽晶下降至所述饱和母液的液面高度的中间位置，静置2小时以上；观察籽晶的溶解和结晶情况，如无明显溶解和快速结晶迹象，则可进行下一步操作。

3)转晶：

开启述单晶恒温槽内的旋转装置，转速为20～30转/min；设定程序为顺时针反时针交替旋转，每分钟切换一次，顺反交替之间停止10秒～15秒作缓冲。

4)程序降温生长：

籽晶持续旋转，并开始进行程序降温生长，根据生长的不同阶段控制不同的降温速率，包括如下：

4-1)初期，降温速率为每3天降温0.1℃；

4-2)中期，降温速率为每2天降温0.1℃；

4-3)后期，降温速率为每1天降温0.1℃；

4-3)末期，降温速率为每0.5天降温0.1℃；

由于初期籽晶小生长缓慢，需要的过饱和析出原料少，故降温速率慢；降温过快会生长过快，母液瓶底部会析出额外的晶体，影响大晶体的生长；

5)后处理：

待晶体生长到需要的尺寸大小，停止步骤4)中的程序降温生长和旋转，向母液瓶中加入与饱和母液相同温度的石蜡油，同时将底层的饱和母液等速抽出，维持母液瓶中的液体总量不变，至饱和母液全部替换为石蜡油，经程序降温生长形成的大晶体浸泡在 石蜡油中。抽出的母液可以下一次继续使用，不产生任何废弃物。

6)热晶型转变，得到新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体：

将经步骤5)后处理过的母液瓶连同内部的石蜡油和晶体一起取出，放入油浴槽内加热至155℃，冷却，加热过程中的升温速率和冷却过程中的降温速率均为10℃每小时；降至室温后将晶体取出。

在步骤6)之前已生长成的A晶型，通过热致晶型结构转变方法完全转变为所需的铁电信息存储材料的B晶型大尺寸单晶体。热致晶型结构转变是该晶体的独有特点，绕过了直接生长B晶型的难题。

以上步骤均在单晶恒温槽内的母液瓶中进行，母液瓶的顶部采用石蜡油液封。

实施例1：

取400g原料二异丙胺溴盐，放入1L的普通玻璃瓶中，并加入600mL的去离子水。盖上中间带有0.5cm直径开孔的乳胶盖子并放入一根40cm长聚四氟搅拌棒；开启恒温水浴槽的恒温水循环***，温度设定在45.0℃，加热功率维持在2kw；开启聚四氟搅拌棒搅拌2天，转速为40转/min，使原料充分溶解达到饱和。将准备好的直径为10cm的布氏漏斗和1L抽滤瓶加热到45.0℃，热过滤带有未溶解原料的溶液，快速1分钟内完成；并迅速将过滤得到的清澈的饱和热溶液转移到干净的预热到50.0℃的另一个玻璃瓶内，作为母液瓶，并盖上带有石蜡油液封的盖子，液封圈中间放入一根带有吊环的40cm长玻璃棒，放入恒温槽内保温。经过4小时的平衡过程，母液瓶内温度达到了45.0℃的饱和温度。整个操作过程都要在45℃-50℃范围内的环境快速完成，必须确保所得到的溶液是饱和的并且不能析出任何微小的晶体。

将接近1立方毫米大小的完好块状籽晶粘于0.05mm直径的细丝线一端，并将丝线固定在上述的带有吊环的玻璃棒底端吊环下方。将籽晶下降至接近饱和液面1cm处停止5分钟，使得籽晶升温到和饱和溶液一样的温度，防止籽晶温度低引起快速结晶。再缓慢将籽晶下降至母液液面高度的中间位置，静置2小时。观察籽晶的溶解和结晶情况。如无明显溶解和快速结晶迹象，则可进行下一步旋转晶体操作。

开启旋转装置，设定程序为顺时针反时针交替旋转，每分钟切换一次，顺反交替中间停止10秒做缓冲。转速为20转/min。

维持籽晶旋转，并开始缓慢程序降温生长。根据生长的不同阶段控制不同的降温速率。前5天由于籽晶小生长缓慢，需要的过饱和析出原料少，因此降温速率维持在0.1℃每3天的较慢速度；随后1周改为0.1℃每2天，以及后期的0.1℃每天和每12小时。 降温过快会生长过快，母液瓶底部会析出额外的晶体，影响大晶体的生长。

待晶体生长到需要的尺寸大小，停止旋转并保持温度不变。向母液瓶中加入与母液相同温度的石蜡油，同时将底层的溶液等速抽出，维持瓶内液体总量不变。至全部替换为石蜡油，抽出的母液下一次继续使用，不产生任何废弃物。整个过程需要10分钟。此时大晶体完全侵泡在石蜡油中。目的有两个：一个是防止将晶体直接拉出后，晶体表面降温比内部快，这样引起内外应力不平衡，产生应力开裂；另一个是为了下一步的热晶型转变。

关闭恒温***。将上述母液瓶连同内部的石蜡油和晶体一起取出，放入油浴槽内加热至155℃维持1分钟即可冷却，降至室温后将晶体取出；升温降温速率都维持在10℃每小时，目的是确保晶体内外的温度一致保持应力平衡而不开裂。整个过程有石蜡油的保护因此不需要通气体保护，操作简单。此时前期生长的A晶型已经通过热致晶型结构转变方法完全转变为需要的铁电信息存储材料的B晶型大尺寸单晶体。热致晶型结构转变是该晶体的独有特点，绕过了直接生长B晶型困难的难题。所得晶体为块状透明的单晶体，仅中间有较少小气泡，经检验晶体质量良好。

实施例2：

取600g原料二异丙胺溴盐，放入2L的普通玻璃瓶中，并加入1L的去离子水。盖上中间带有0.7cm直径开孔的乳胶盖子并放入一根45cm长聚四氟搅拌棒。恒温水浴槽采用有机透明玻璃材质的30L的U型瓶，顶端采用中间开孔的铝合金盖子，中间开孔为了放入母液瓶。开启恒温水浴槽的恒温水循环***，温度设定在50.0℃，加热功率维持在3kw；开启聚四氟搅拌棒搅拌3天，转速为50转/min，使原料充分溶解达到饱和。将准备好的直径为10cm的布氏漏斗和1L抽滤瓶加热到50.0℃，热过滤带有未溶解原料的溶液，分两次快速抽滤，要求1分钟内完成以防止温度降低；并迅速将抽滤所得的清澈饱和溶液转移到干净的预热到52.0℃的另一个等体积的母液瓶内，并盖上带有石蜡油液封的盖子，液封圈中间放入一根带有吊环的50cm长的表面光滑的玻璃棒，从开孔探入母液瓶内空余部分。经过3小时的热交换过程，母液瓶内温度达到了50.0℃的饱和温度。

将1*1*1大小的完好块状籽晶粘于0.05mm直径的细丝线一端，并将丝线固定在上述的带有吊环的玻璃棒底端吊环下方。将籽晶下降至接近饱和液面2cm处停止10分钟。一是使籽晶与饱和溶液具有一样的温度；二是使籽晶表面吸水形成水膜，防止籽晶表面 的结晶核在接触饱和母液时引起快速结晶。调低玻璃棒高度将籽晶下降至母液液面高度的中间位置静置。观察籽晶的溶解和结晶情况，在放入籽晶20min后籽晶有快速结晶迹象，此时拉起籽晶，将恒温槽调高0.2℃。恒温4小时候后再次将籽晶放入母液内观察生长溶解情况，3小时后无明显变化，6小时后籽晶略有生长。

此时打开旋转开关旋转籽晶，设定程序为顺时针反时针交替旋转，每90秒切换一次，顺反交替中间停止15秒做缓冲。转速为30转/90秒。

10小时后开启降温程序，1-6天降温速率维持在0.1℃每3天的较慢速度；随后2周改为0.1℃每2天，后期为0.1℃每天。

待晶体生长到需要的尺寸大小，停止旋转并保持温度不变。向生长瓶中加入与母液相同温度的石蜡油，同时将底层的溶液等速抽出，瓶内液体总量保持不变，并在20分钟内全部替换为石蜡油。母液下次继续使用。将大晶体完全侵泡在石蜡油中的目的有两个：一个是防止将晶体直接拉出后，晶体表面降温快，内部降温慢，这样内外温差引起应力不平衡而开裂；另一个是为了最后一步进行的加热诱导的A到B晶型的转变。

关闭恒温槽水浴***。将上述放有大尺寸晶体和石蜡油的母液瓶取出，放入提前预热到50℃的油浴槽内，并以10℃/h的升温速率加热至155℃，维持2分钟后程序控温以与升温相同速率冷却。降至室温后将晶体取出。整个过程晶体都侵泡在石蜡油内，因此不需要通气体保护，简化了操作过程。此时前期生长的A晶型已经通过热致晶型结构转变方法完全转变为需要的铁电信息存储材料的B晶型大尺寸单晶体。除中间有较少量的小气泡外，经检验晶体质量良好。

实施例3：

取300g原料，放入1L的普通玻璃瓶中，并加入500mL的去离子水。放入恒温槽内，随后开启恒温水循环水浴***，温度设定在40.0℃，加热功率维持在1.5kw。盖上中间打孔并带有聚四氟搅拌棒的乳胶盖；开启聚四氟搅拌棒搅拌1天，转速为35转/min，使溶液达到饱和。用预热到40^℃的直径为10cm的布氏漏斗和1L抽滤瓶快速1分钟内热过滤带有未溶解原料的溶液；随后快速将清澈的饱和热溶液转移到干净的预热到40.0℃的1L玻璃瓶内，迅速放入恒温槽内保温并盖上带有石蜡油液封的盖子，液封圈中间放入一根带有吊环的40cm长玻璃棒。经过2小时的平衡过程，母液瓶内温度稳定在了40.0℃。整个操作过程必须确保所得到的溶液是饱和的并且不能析出任何微小的晶体。

将尺寸约为0.5*0.5*0.5毫米的质量好且表面光滑的块状籽晶粘于0.05mm直径的细 丝线一端，丝线是固定在上述的带有吊环的玻璃棒底端吊环下方的。将籽晶下降至接近饱和液面0.5cm处停止8分钟，使得籽晶达到与溶液相同的温度，同时籽晶在接近液面时吸附了水汽在籽晶表面形成了水膜，水膜隔离了晶体表面的结晶核，可以防止籽晶接触饱和溶液的瞬间快速结晶。之后将籽晶下降至母液液面高度的中间位置并静置。期间观察籽晶的溶解和结晶情况。3小时候籽晶略有溶解，说明在热过滤过程中由于环境温度低，溶液浓度略有降低。拉出籽晶后将恒温槽温度调低0.1℃，恒温3小时候继续将籽晶拉入母液中间。经过4小时候籽晶无明显溶解和快速结晶迹象，说明母液为完全饱和。

开启旋转装置，设定程序为顺时针反时针交替旋转，每100秒切换一次，顺反交替中间停止12秒做缓冲。转速为35转/100秒。

维持籽晶程序旋转的同时开始缓慢程序降温生长。第一周为0.1℃每3天的较慢速度；随后1周改为0.1℃每2天，以及后期的0.1℃每天。

待晶体生长到需要的尺寸大小，停止旋转并保持温度不变。向生长瓶中加入与母液相同温度的石蜡油，同时将底层的溶液等速抽出，维持瓶内液体总量不变5分钟内将瓶内溶液全部替换为石蜡油，抽出的母液下一次继续使用，不产生任何废弃物。此时大晶体完全侵泡在石蜡油中。

设定恒温***降温速率为10℃/h直至降到室温。将晶体取出垂直晶体极轴轴向，也就是b轴切成0.05-3mm厚度的一系列薄片。将薄片放入装有500mL石蜡油的1L的开口玻璃瓶内，并放入油浴槽内加热至155℃维持1分钟后冷却，升温降温速率都维持在20℃每小时，保证晶体内外的温度一致。降至室温后将晶体片取出。此时前期生长的A晶型已经通过热致晶型结构转变方法完全转变为需要的铁电信息存储材料的B晶型单晶体。所得晶体为透明的单晶体薄片，仅有较少小气泡，经检验晶体质量良好。

该材料饱和极化超过10μC/cm²，居里温度达到151℃，各项性能均接近和达到了高性能陶瓷铁电材料钛酸钡水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)利用原料溶液制备饱和母液；

2)引晶；

3)转晶；

4)程序降温生长；

5)后处理；

6)热晶型转变，得到新型大尺寸块状信息存储铁电单晶体；

所述步骤均在单晶恒温槽内的母液瓶中进行，所述母液瓶的顶部设置液封；

所述步骤1)中，所述饱和母液的制备步骤是：

1-1)原料瓶中加入原料和去离子水，盖上盖子，将所述原料瓶置于所述单晶恒温槽内；所述原料为二异丙胺溴盐；

1-2)所述单晶恒温槽内控制温度为40℃～50℃；

1-3)搅拌，使原料充分溶解达到饱和；

1-4)将步骤1-3)所得溶液进行热过滤，得到清澈的饱和母液；

1-5)将所得饱和母液转移到50℃的所述母液瓶中，盖上带有液封圈的盖子，放入所述单晶恒温槽内进行保温；

1-6)保温2～4小时后，所述母液瓶内的温度达到了40℃～50℃的饱和温度；

所述步骤4)中，所述母液瓶连接有籽晶，经所述引晶、转晶处理后的籽晶持续旋转，并开始进行程序降温生长，根据生长的不同阶段控制不同的降温速率，包括如下：

4-1)初期，降温速率为每3天降温0.1℃；

4-2)中期，降温速率为每2天降温0.1℃；

4-3)后期，降温速率为每1天降温0.1℃；

4-3)末期，降温速率为每0.5天降温0.1℃；

所述步骤5)中，所述后处理的方法为：停止所述步骤4)中的程序降温生长，向所述母液瓶中加入与所述饱和母液相同温度的石蜡油，同时将底层的饱和母液等速抽出，维持所述母液瓶中的液体总量不变，至所述饱和母液全部替换为所述石蜡油，经程序降温生长形成的大晶体浸泡在所述石蜡油中；

所述步骤6)中，所述热晶型转变的方法为：将经步骤5)后处理过的所述母液瓶取出，放入油浴槽内加热至155℃，冷却；所述加热过程中的升温速率和冷却过程中的降温速率均为10℃每小时。

2.根据权利要求1所述的大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述引晶的步骤是：

2-1)所述母液瓶连接有籽晶，所述籽晶的高度可调节；

2-2)将所述籽晶下降至距离所述饱和母液的液面处5mm～20mm处，静置5～10分钟，使得所述籽晶升温至与饱和母液的温度一致；

2-2)将所述籽晶下降至所述饱和母液的液面高度的中间位置，静置。

3.根据权利要求1所述的大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述转晶的步骤是：所述母液瓶连接有籽晶，经所述引晶处理后，开启述单晶恒温槽内的旋转装置，转速为20～30转/min；设定程序为顺时针反时针交替旋转，顺反交替之间停止10秒～15秒。

4.根据权利要求1所述的大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，其特征在于：所述母液瓶的顶部采用石蜡油液封。

5.根据权利要求1所述的大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，其特征在于：所述恒温槽和母液瓶均为玻璃材质，所述恒温槽的体积为30～100升，所述母液瓶的尺寸为1～10升。

6.根据权利要求1所述的大尺寸块状信息存储铁电单晶体的环保节能生长方法，其特征在于：所述单晶恒温槽内设置有控温***，所述控温***为电加热圈水浴加热装置，加热功率为0.5kw～5kw。