JP2000335999A - Production of barium titanate single crystal - Google Patents

Production of barium titanate single crystal

Info

Publication number
JP2000335999A
JP2000335999A JP11151529A JP15152999A JP2000335999A JP 2000335999 A JP2000335999 A JP 2000335999A JP 11151529 A JP11151529 A JP 11151529A JP 15152999 A JP15152999 A JP 15152999A JP 2000335999 A JP2000335999 A JP 2000335999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
barium titanate
single crystal
composition
crystal
tetragonal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11151529A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuutoku Sekijima
雄徳 関島
Masaru Fujino
優 藤野
Takashi Fujii
高志 藤井
Kikuo Wakino
喜久男 脇野
Masakatsu Okada
正勝 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP11151529A priority Critical patent/JP2000335999A/en
Publication of JP2000335999A publication Critical patent/JP2000335999A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a barium titanate single crystal, which enables high-purity and high-quality tetragonal barium titanate single crystal to stably be obtained. SOLUTION: This method for producing a barium titanate single crystal comprises the following processes: sandwiching a Ba-Ti-O composition between the seed crystal of a barium titanate single crystal and a barium titanate polycrystalline substance; melting the Ba-Ti-O composition by heatup to bond it to the seed crystal; and transferring a melting zone formed by melting the Ba-Ti-O composition by heatup to the side of the barium titanate polycrystalline substance to obtain a barium titanate single crystal. The molar ratio [Ti/(Ti+ Ba)] and the aspect ratio of the Ba-Ti-O composition exist in the range of the tetragon (including its apices and sides) connecting points A, B, C and D in the Figure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は溶媒移動帯溶融法
(Traveling Solvent Floating Zone Method;TSFZ
法)による高品質な正方晶チタン酸バリウム単結晶の製
造方法に関する。
The present invention relates to a traveling solvent floating zone method (TSFZ).
Method) for producing a high-quality tetragonal barium titanate single crystal by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より非線形光学の応用分野において
光屈折(Photorefractive;PR)効果が注目され、強誘
電体である正方晶チタン酸バリウム(BaTiO3 )単
結晶は小さなレーザ出力で大きなPR効果を示すことか
ら、最も期待されている材料の1つである。図2は、横
軸にTiO2 のモル%をとり、縦軸に温度(℃)をとっ
て示すBaO−TiO2 系二次元状態図である。チタン
酸バリウムは、図2を見れば分かる通り、一致溶融組成
を示すものの1460℃で立方晶−六方晶の相転位を起
こし、定比組成の融液から単結晶を育成しようとすると
六方晶のチタン酸バリウムが育成される。この六方晶の
チタン酸バリウムは室温まで冷却してもPR効果を示す
正方晶に相転位しない。そのため六方晶に相転位しない
1460℃以下の温度で育成することが必要である。そ
こで、従来、KFフラックスを用いたRemeika法
(J.P.Remeika;J.Am.Ceram.Soc.,76 (1954) p940) や、
TiO2 過剰の原料溶液を徐冷しながら引き上げるTS
SG法(味村彰治ら;日本結晶成長学会誌,.17 (1990)
p110)などでチタン酸バリウム単結晶の育成が行われて
きた。なお、図2中、cubとは立方晶を示し、hex
とは六方晶を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, the photorefractive (PR) effect has attracted attention in the application field of nonlinear optics, and a tetragonal barium titanate (BaTiO 3 ) single crystal as a ferroelectric has a large PR effect with a small laser output. As shown, it is one of the most promising materials. FIG. 2 is a two-dimensional BaO-TiO 2 system diagram in which the abscissa indicates the mole percentage of TiO 2 and the ordinate indicates the temperature (° C.). As can be seen from FIG. 2, barium titanate shows a consistent melting composition, but undergoes a cubic-hexagonal phase transition at 1460 ° C., and attempts to grow a single crystal from a stoichiometric melt. Barium titanate is grown. The hexagonal barium titanate does not undergo phase transition to a tetragonal system exhibiting the PR effect even when cooled to room temperature. Therefore, it is necessary to grow at a temperature of 1460 ° C. or less that does not cause phase transition to hexagonal crystal. Therefore, conventionally, the Remeika method using KF flux (JP Remeika; J. Am. Ceram. Soc., 76 (1954) p940),
TS that slowly raises TiO 2 excess raw material solution while pulling it down
SG method (Akiharu Amimura et al .; Journal of Japanese Society for Crystal Growth , 17 (1990)
Barium titanate single crystals have been grown for example in p110). In FIG. 2, cub indicates a cubic crystal and hex
Indicates a hexagonal crystal.

【0003】ここで、現在主流に行われているTSSG
法によるチタン酸バリウム単結晶の製造方法について概
説する。素原料であるBaCO3 とTiO2 (共に純度
99.99%以上)の粉末をおのおの35mol%,6
5mol%の割合で混合し、大気中・1000℃で10
時間仮焼した後、白金製坩堝に充填する。これを150
0℃まで昇温・融解させ、融点(約1430℃)まで冷
却したところで、種結晶であるチタン酸バリウム単結晶
をシードタッチさせる。この後、温度を0.1℃/時間
の割合で冷却させながら種結晶を0.1mm/時間の割
合で引き上げることで結晶を成長させる。育成される単
結晶の直径は約20mmである。この方法ではチタン酸
バリウム単結晶が育成されるに従って原料融液の組成が
Tiに富む組成にずれて行き(図2参照)、1322℃
で包晶点に到達し、チタン酸バリウムの析出が終わる。
このため、育成できる結晶サイズに制限がある。また、
成長速度が遅いために単結晶育成に多くの時間を有す
る。これらがチタン酸バリウム単結晶のコスト高の原因
となっていた。また、坩堝材による結晶の汚染の影響も
避けられない。一般に、FeやCeなどある種の元素を
チタン酸バリウムに添加するとPR効果は増すが、それ
以外の元素についてはPR効果を減少させたり、正方晶
−立方晶相転移温度であるキュリー温度を下げることが
ある。それゆえ、目的以外の元素の混入は極力避けなけ
ればならない。また、TSSG法は、育成技術が困難
で、温度分布の均一化、種結晶の冷却など育成条件を厳
密に管理しないと、光学用途に耐える高品質なチタン酸
バリウム単結晶が得られない。
[0003] Here, TSSG, which is currently performed in the mainstream, is used.
An outline of a method for producing a barium titanate single crystal by the method will be described. The raw material powders of BaCO 3 and TiO 2 (both having a purity of 99.99% or more) are each 35 mol%, 6
Mix at a rate of 5 mol%, and in air at 1000 ° C for 10
After calcining for a time, the mixture is filled in a platinum crucible. This is 150
After the temperature was raised to 0 ° C. and melted, and cooled to the melting point (about 1430 ° C.), a seed crystal barium titanate single crystal was seed-touched. Thereafter, while cooling the temperature at a rate of 0.1 ° C./hour, the seed crystal is pulled up at a rate of 0.1 mm / hour to grow the crystal. The diameter of the single crystal to be grown is about 20 mm. In this method, as the barium titanate single crystal grows, the composition of the raw material melt shifts to a composition rich in Ti (see FIG. 2), and the temperature of 1322 ° C.
To reach the peritectic point, and the precipitation of barium titanate ends.
For this reason, the crystal size that can be grown is limited. Also,
Since the growth rate is slow, it takes much time to grow a single crystal. These have caused the cost of the barium titanate single crystal to be high. In addition, the influence of crystal contamination by the crucible material cannot be avoided. In general, when a certain element such as Fe or Ce is added to barium titanate, the PR effect increases, but for other elements, the PR effect decreases or the Curie temperature, which is a tetragonal-cubic phase transition temperature, is lowered. Sometimes. Therefore, the mixing of elements other than the target must be avoided as much as possible. Further, in the TSSG method, a growing technique is difficult, and unless the growing conditions such as uniform temperature distribution and cooling of a seed crystal are strictly controlled, a high-quality barium titanate single crystal that can withstand optical use cannot be obtained.

【0004】一方、Remeika法は大型単結晶が得
にくく、坩堝材やフラックス成分が不純物として取り込
まれやすいという不都合がある。
On the other hand, the Remeika method has a disadvantage that it is difficult to obtain a large single crystal, and the crucible material and flux components are easily taken in as impurities.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の問題を回避する
ため、発明者らは溶媒移動帯溶融法(Traveling Solven
t Floating Zone Method;TSFZ法)を適用すること
を考えた。TSFZ法では坩堝を使用しないため坩堝材
からの不純物混入が避けられ、一致溶融組成でない材料
の単結晶育成が実現可能である。また、種結晶上へのチ
タン酸バリウムの析出に伴う溶媒中の組成変動も原料棒
から常にチタン酸バリウムが供給されるため、理論上、
原料が続く限り育成を続けることができる。このため、
高純度で低コストな正方晶のチタン酸バリウム単結晶の
育成が期待できる。FZ法による正方晶のチタン酸バリ
ウム単結晶の育成は、最初、Brownらにより試みら
れ(J.Appl.Phys.,35 (1964) p1954)、チタン酸バリウ
ムに数mol%のチタン酸ストロンチウムを固溶させる
と正方晶のチタン酸バリウムが直接得られることが見出
された。この方法により、直径3.2mm,長さ25m
mの単結晶の育成に成功している。しかし、この方法で
得られる結晶はチタン酸バリウムとチタン酸ストロンチ
ウムの固溶体で、ストロンチウムが固溶することでチタ
ン酸バリウムのキュリー温度(正方晶−立方晶相転移温
度)が低下するといった問題があった。一方、Turn
erらはTiO2 を溶媒にしたTSFZ法(C.E.Turner
et.al.;J.Cryst.Growth,56 (1982) p137)により、直径
約5mm,長さ約10mm程度の固溶体ではない純粋な
正方晶のチタン酸バリウム単結晶を得ている。しかし、
長尺結晶の育成にはまだ成功しておらず、また溶融帯形
成のためにPt−Rh線ヒーターを使用し、このヒータ
ーが融液と接触しているため、PtやRhが不純物とし
て混入するという問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to avoid the above-mentioned problems, the present inventors have proposed a traveling solvent melting method.
t Floating Zone Method (TSFZ method) was considered. Since the crucible is not used in the TSFZ method, contamination of impurities from the crucible material can be avoided, and single crystal growth of a material having a nonconformal melting composition can be realized. In addition, since barium titanate is always supplied from the raw material rod due to composition fluctuation in the solvent due to precipitation of barium titanate on the seed crystal, theoretically,
The growth can be continued as long as the raw materials continue. For this reason,
High purity and low cost tetragonal barium titanate single crystal can be expected to grow. The growth of tetragonal barium titanate single crystals by the FZ method was first attempted by Brown et al. (J. Appl. Phys., 35 (1964) p1954), and several mol% of strontium titanate was fixed on barium titanate. It has been found that upon dissolution, tetragonal barium titanate is obtained directly. By this method, a diameter of 3.2 mm and a length of 25 m
m has been successfully grown. However, the crystal obtained by this method is a solid solution of barium titanate and strontium titanate. There is a problem that the strontium solid solution lowers the Curie temperature (tetragonal-cubic phase transition temperature) of barium titanate. Was. On the other hand, Turn
er et al. use the TSFZ method using TiO 2 as a solvent (CETurner
According to et.al .; J. Cryst. Growth, 56 (1982) p137), a pure tetragonal barium titanate single crystal that is not a solid solution and has a diameter of about 5 mm and a length of about 10 mm is obtained. But,
The growth of long crystals has not been successful yet, and a Pt-Rh wire heater is used to form the molten zone, and since this heater is in contact with the melt, Pt and Rh are mixed as impurities. There was a problem.

【0006】それゆえに、本願発明の主たる目的は、高
純度・高品質な正方晶のチタン酸バリウム単結晶を安定
に得ることのできる、チタン酸バリウム単結晶の製造方
法を提供することである。
[0006] Therefore, a main object of the present invention is to provide a method for producing a barium titanate single crystal capable of stably obtaining a high purity and high quality tetragonal barium titanate single crystal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願発明は、チタン酸バ
リウム単結晶の種結晶とチタン酸バリウム多結晶体との
間にBa−Ti−O組成物を挟持する工程と、Ba−T
i−O組成物を加熱溶融させて種結晶に接合する工程
と、Ba−Ti−O組成物を加熱溶融させることにより
形成された融帯をチタン酸バリウム多結晶体側に移動さ
せてチタン酸バリウム単結晶を得る工程とを含むチタン
酸バリウム単結晶の製造方法であって、Ba−Ti−O
組成物のTi/(Ti+Ba)モル比およびアスペクト
比が、図1の点A(0.68,2.2)、B(0.8
1,2.1)、C(0.85,0.1)、D(0.7
2,0.2)を頂点とする四角形の範囲内(頂点および
辺上を含む)に属する、チタン酸バリウム単結晶の製造
方法である。ここで図1は、横軸にBa−Ti−O組成
物中のTi/(Ti+Ba)〔モル比〕をとり、縦軸に
アスペクト比をとったグラフである。なお、アスペクト
比とは、円柱試料の直径に対する高さの比をいう。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a step of sandwiching a Ba-Ti-O composition between a seed crystal of barium titanate single crystal and a polycrystalline barium titanate;
a step of heating and melting the i-O composition to bond to the seed crystal; and moving a melt zone formed by heating and melting the Ba-Ti-O composition to the barium titanate polycrystal side to thereby form a barium titanate. A step of obtaining a single crystal, comprising the steps of:
Assuming that the composition has a Ti / (Ti + Ba) molar ratio and an aspect ratio of points A (0.68, 2.2) and B (0.8
1,2.1), C (0.85, 0.1), D (0.7
This is a method for producing a barium titanate single crystal that belongs to the range of a square having a vertex of (2, 0.2) (including the vertex and on the side). Here, FIG. 1 is a graph in which the horizontal axis represents Ti / (Ti + Ba) [molar ratio] in the Ba—Ti—O composition and the vertical axis represents the aspect ratio. The aspect ratio refers to the ratio of the height of the cylindrical sample to the diameter.

【0008】TSFZ法によれば、Ti/Ba比が1で
あるチタン酸バリウム単結晶を種結晶とし、チタン酸バ
リウム多結晶体を原料棒として、当該種結晶と原料棒の
間に溶媒としてのBa−Ti−O組成物を挟持し、当該
溶媒を加熱・溶融させることにより形成される融帯を原
料棒側に移動させることにより、チタン酸バリウム単結
晶を得ることができる。通常、Ba−Ti−O組成物の
組成は、図2に示す液相線PQ上から選ばれ、それを加
熱・溶解することにより融帯が形成される。液相線PQ
の幅は比較的狭い。しかし、融帯には、種結晶および原
料棒からそれぞれチタン酸バリウムが溶け出すため、融
帯の組成はTi/Ba比が1であるチタン酸バリウム側
にずれる。また、単結晶育成中においては、種結晶上へ
のチタン酸バリウム単結晶の析出および原料棒から融帯
へのチタン酸バリウムの溶け込みが繰り返し起こるた
め、融帯の組成は周期的に変動する。そのため、単結晶
育成中に融帯の組成が六方晶のチタン酸バリウムの析出
領域や包晶点(図2中Q)に接触してしまうおそれがあ
る。これでは、正方晶のチタン酸バリウム単結晶を安定
に得ることができない。しかし、本願発明においては、
Ba−Ti−O組成物のTi/(Ti+Ba)モル比お
よびアスペクト比を図1の点ABCDを頂点とする四角
形の範囲内(頂点および辺上を含む)に属するようにす
ることにより、高純度・高品質の正方晶のチタン酸バリ
ウム単結晶を安定に育成することができる。また、本願
発明によれば長尺の単結晶を得ることができる。
According to the TSFZ method, a barium titanate single crystal having a Ti / Ba ratio of 1 is used as a seed crystal, a barium titanate polycrystal is used as a raw material rod, and a solvent between the seed crystal and the raw material rod is used as a solvent. A barium titanate single crystal can be obtained by sandwiching the Ba-Ti-O composition and moving the molten zone formed by heating and melting the solvent to the raw material rod side. Usually, the composition of the Ba—Ti—O composition is selected from the liquidus PQ shown in FIG. 2, and a molten zone is formed by heating and melting the composition. Liquidus line PQ
Is relatively narrow. However, since barium titanate dissolves from the seed crystal and the raw material rod in the melt zone, the composition of the melt zone shifts toward the barium titanate having a Ti / Ba ratio of 1. In addition, during the growth of the single crystal, the precipitation of the barium titanate single crystal on the seed crystal and the dissolution of barium titanate from the raw material rod into the fusion zone occur repeatedly, so that the composition of the fusion zone changes periodically. Therefore, during the growth of the single crystal, the composition of the melt zone may come into contact with the precipitation region or peritectic point (Q in FIG. 2) of hexagonal barium titanate. In this case, a tetragonal barium titanate single crystal cannot be stably obtained. However, in the present invention,
By making the Ti / (Ti + Ba) molar ratio and the aspect ratio of the Ba—Ti—O composition fall within the range (including the vertices and sides) of the square having the point ABCD as the vertex in FIG. A high-quality tetragonal barium titanate single crystal can be stably grown. Further, according to the present invention, a long single crystal can be obtained.

【0009】また、本願発明にかかるチタン酸バリウム
単結晶の製造方法においては、鉛直方向において、種結
晶の上にBa−Ti−O組成物を配置し、その上にチタ
ン酸バリウム多結晶体が配置されることが溶融液の垂れ
の影響を防止するため好ましい。
In the method for producing a barium titanate single crystal according to the present invention, a Ba—Ti—O composition is disposed on a seed crystal in a vertical direction, and a barium titanate polycrystal is formed thereon. Arrangement is preferable to prevent the effect of dripping of the melt.

【0010】さらに、本願発明にかかるチタン酸バリウ
ムの製造方法においては、チタン酸バリウム多結晶体お
よびBa−Ti−O組成物は、それぞれ直径20mm以
下の円柱形であることが所望の単結晶を得るために好ま
しい。
Further, in the method for producing barium titanate according to the present invention, the barium titanate polycrystal and the Ba—TiO composition are each formed of a single crystal that is desired to be a columnar shape having a diameter of 20 mm or less. Preferred to obtain.

【0011】また、本願発明にかかるチタン酸バリウム
の製造方法においては、光加熱装置によりBa−Ti−
O組成物を加熱溶融させることが不純物の混入を防止す
る点で好ましい。
In the method for producing barium titanate according to the present invention, Ba-Ti-
It is preferable to heat and melt the O composition in order to prevent impurities from being mixed.

【0012】本願発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments of the present invention with reference to the drawings.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図3は、本願発明にかかる単結晶
の製造方法に用いられる単結晶育成装置の一例を示す図
解図である。この単結晶育成装置10は、筐体12を含
む。筐体12内には双楕円をその長軸回りに回転させた
双楕円回転面を有する双楕円ミラー14が収納される。
双楕円とは2つの楕円が一つの焦点を共有して組み合わ
された形状をいう。双楕円ミラー14内には、双楕円の
共有焦点を間に挟んで対向する両側の焦点に対応する位
置にそれぞれハロゲンランプ16,16が配置される。
ハロゲンランプ16,16は熱源としての光源であり、
照射された光は双楕円ミラー14内面で反射され共有焦
点に集中される。これにより、共有焦点にあらかじめ保
持された試料を加熱溶融させて、融帯を形成することが
できる。すなわち、この実施形態ではハロゲンランプ1
6,16と双楕円ミラー14とで光加熱装置が構成され
る。また、双楕円ミラー14内には、石英管22が収納
され、石英管22内には、原料棒および種結晶を保持し
て鉛直方向の上下に移動させるための上シャフト18お
よび下シャフト20が、共有焦点を間に挟んで鉛直方向
上下に対向して配置される。上下シャフト18,20を
鉛直方向上下に同期させて移動させることにより、融帯
を原料棒および種結晶の長手方向に移動させることがで
きる。上シャフト18には、チタン酸バリウム多結晶体
を円柱形に加工した原料棒24が保持される。下シャフ
ト20には、チタン酸バリウム単結晶を円柱形に加工し
た種結晶26が保持される。種結晶26の原料棒24に
対向する端部には、円柱形に加工したBa−Ti−O組
成物28が取り付けられる。この装置10を使用した実
施例および比較例を以下に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 is an illustrative view showing one example of a single crystal growing apparatus used for a method for producing a single crystal according to the present invention. This single crystal growing apparatus 10 includes a housing 12. The housing 12 accommodates therein a bi-elliptical mirror 14 having a bi-elliptical rotation surface obtained by rotating a bi-ellipse around its long axis.
A bi-ellipse refers to a shape in which two ellipses are combined while sharing one focus. Halogen lamps 16 and 16 are arranged in the bi-elliptical mirror 14 at positions corresponding to the opposite focal points with the shared focal point of the bi-ellipse therebetween.
The halogen lamps 16 and 16 are light sources as heat sources,
The irradiated light is reflected by the inner surface of the bi-elliptical mirror 14 and is concentrated on the common focus. Thus, the sample held in advance at the shared focal point can be heated and melted to form a fusion zone. That is, in this embodiment, the halogen lamp 1
The light heating device is composed of 6, 16 and the bi-elliptical mirror 14. A quartz tube 22 is accommodated in the bi-elliptical mirror 14, and an upper shaft 18 and a lower shaft 20 for holding the raw material rod and the seed crystal and vertically moving the same in the quartz tube 22 are provided. , Are arranged to face each other vertically in the vertical direction with a common focus interposed therebetween. By moving the upper and lower shafts 18, 20 in synchronization with each other in the vertical direction, the melt zone can be moved in the longitudinal direction of the raw material rod and the seed crystal. The upper shaft 18 holds a raw material rod 24 obtained by processing a barium titanate polycrystal into a cylindrical shape. A seed crystal 26 obtained by processing a barium titanate single crystal into a cylindrical shape is held on the lower shaft 20. At the end of the seed crystal 26 facing the raw material rod 24, a Ba-Ti-O composition 28 processed into a cylindrical shape is attached. Examples and comparative examples using the device 10 will be described below.

【0014】(実施例1)チタン酸バリウム多結晶体で
なる原料棒の出発原料としての炭酸バリウム(純度9
9.99%)と酸化チタン(純度99.99%)とを、
Ba/Ti(モル比)が50/50となるように秤量
し、玉石および純水と共にポットミルで混合した。ま
た、Ba−Ti−O組成物作製のための出発原料として
の炭酸バリウム(純度99.99%)と酸化チタン(純
度99.99%)とを、Ba−Ti−O組成物中のTi
/(Ti+Ba)〔モル比〕が、図1の点A,B,C,
Dを頂点とする四角形の範囲内(頂点および辺上を含
む)に属するように秤量し、玉石、および純水と共にポ
ットミルで混合した。各々の混合物は脱水、乾燥した
後、メッシュに通して粒度を整えた。このようにして得
られた2種類の混合物をそれぞれアルミナ製坩堝に充填
し、抵抗加熱式焼成炉内で仮焼を行った。この仮焼は、
1200℃で2時間、大気雰囲気で行った。得られた仮
焼粉末を乳鉢内で粉砕し、各々内径10mmのラバーチ
ューブに充填し、静水圧プレス機内において2t/cm
2 の圧力で加圧成形することで円柱形の成形体を得た。
得られた円柱成形体の直径は8mmであった。各々の円
柱形成形体を再び抵抗加熱式焼成炉内で焼成した。この
焼成は、1300〜1460℃の温度範囲内で、2時
間、大気雰囲気中で行った。焼結後の円柱形成形体の直
径は7.5mmであった。焼結したBa−Ti−O組成
物をアスペクト比が図1の点A,B,C,Dを頂点とす
る四角形の範囲内(頂点および辺上を含む)に属する高
さに切り出した。
(Example 1) Barium carbonate (purity 9) as a starting material for a raw material bar made of polycrystalline barium titanate
9.99%) and titanium oxide (purity 99.99%),
It was weighed so that Ba / Ti (molar ratio) became 50/50, and mixed with a cobblestone and pure water in a pot mill. Further, barium carbonate (purity 99.99%) and titanium oxide (purity 99.99%) as starting materials for producing a Ba-Ti-O composition were mixed with Ti in the Ba-Ti-O composition.
/ (Ti + Ba) [molar ratio] are points A, B, C,
The sample was weighed so as to belong to the range of the quadrangle having D as a vertex (including the vertex and on the side), and mixed with a cobblestone and pure water in a pot mill. Each mixture was dehydrated and dried, and then passed through a mesh to adjust the particle size. The two types of mixtures thus obtained were each filled in an alumina crucible and calcined in a resistance heating type firing furnace. This calcining,
The test was performed at 1200 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. The obtained calcined powder was pulverized in a mortar, filled in rubber tubes each having an inner diameter of 10 mm, and then 2 t / cm in a hydrostatic press.
By pressing under a pressure of 2 , a cylindrical molded body was obtained.
The diameter of the obtained cylindrical molded body was 8 mm. Each of the columnar shaped bodies was fired again in a resistance heating type firing furnace. This calcination was performed in a temperature range of 1300 to 1460 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. The diameter of the sintered cylinder after sintering was 7.5 mm. The sintered Ba-Ti-O composition was cut into a height having an aspect ratio within the range of a rectangle (including the vertices and the sides) having the vertices of points A, B, C, and D in FIG.

【0015】上述の工程で得られたチタン酸バリウム多
結晶体の原料棒、およびBa−Ti−O組成物と、種結
晶として用いるチタン酸バリウム単結晶とを図3に示し
た単結晶育成装置10にセットした。種結晶26上にB
a−Ti−O組成物28を置き、このBa−Ti−O組
成物28を光加熱装置14,16で加熱・融解した。融
解したBa−Ti−O組成物28に原料棒24を接触さ
せ、上シャフト18と下シャフト20とを互いに逆方向
に同一軸回りに回転させながら1時間程なじませた。そ
の後、上シャフト18と下シャフト20を同期駆動し
て、鉛直下方向に1mm/時間の速度で引き下げること
により、融帯を一定形状で安定に維持しながら相対的に
鉛直方向上方の原料棒24側に移動させた。こうして、
原料棒24から融帯への原料の溶解および融帯から種結
晶26側への単結晶の析出を連続的に行った。
A single crystal growing apparatus shown in FIG. 3 is used for the raw material rod of the barium titanate polycrystal obtained in the above-described steps, the Ba—Ti—O composition, and the barium titanate single crystal used as a seed crystal. It was set to 10. B on the seed crystal 26
The a-Ti-O composition 28 was placed, and the Ba-Ti-O composition 28 was heated and melted by the light heating devices 14 and 16. The raw material rod 24 was brought into contact with the molten Ba-Ti-O composition 28, and the upper shaft 18 and the lower shaft 20 were rotated for about one hour while rotating about the same axis in opposite directions. Thereafter, the upper shaft 18 and the lower shaft 20 are driven synchronously to be pulled down vertically at a rate of 1 mm / hour, so that the raw material rods 24 which are relatively vertically upper while maintaining the fusion zone in a constant shape and stable. Moved to the side. Thus,
Dissolution of the raw material from the raw material rod 24 to the melt zone and precipitation of a single crystal from the melt zone to the seed crystal 26 side were continuously performed.

【0016】Ti/(Ti+Ba)モル比およびアスペ
クト比を様々に変更したBa−Ti−O組成物を用いて
チタン酸バリウム単結晶の育成を行った結果を表1に示
す。表1には、X線構造解析により確認された生成相を
併せて示す。ここでBaTiO3 (tet.)とは正方
晶チタン酸バリウムを示し、BaTiO3 (hex.)
とは六方晶チタン酸バリウムを示す。また、表1中、*
印をつけたものは本発明の範囲外である。
Table 1 shows the results of growing barium titanate single crystals using Ba—Ti—O compositions having variously changed Ti / (Ti + Ba) molar ratios and aspect ratios. Table 1 also shows the product phases confirmed by X-ray structural analysis. Here, BaTiO 3 (tet.) Indicates tetragonal barium titanate, and BaTiO 3 (hex.)
Indicates hexagonal barium titanate. In Table 1, *
Those marked are outside the scope of the present invention.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】表1に示した試料No.1〜No.21の
実験結果について以下に説明する。
Sample No. shown in Table 1 1 to No. The 21 experimental results are described below.

【0019】(試料1)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.68で、アスペクト比が2.2になるよう高
さ16.5mmに切り出した直径7.5mmのBa−T
i−O組成物を用いてチタン酸バリウム単結晶の育成を
行った。得られた結晶は、X線構造解析により、正方晶
単相であることが確認された。また、得られた単結晶を
ポーリング処理により単分域化した後、2本のアルゴン
レーザ(波長514.5nm)による2光波混合実験を
行った結果、シグナル光強度の増幅が確認された。
(Sample 1) Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.68, and Ba-T having a diameter of 7.5 mm is cut to a height of 16.5 mm so as to have an aspect ratio of 2.2.
A barium titanate single crystal was grown using the i-O composition. The obtained crystal was confirmed by X-ray structural analysis to be a tetragonal single phase. Further, after the obtained single crystal was divided into single domains by poling, a two-wave mixing experiment was performed using two argon lasers (wavelength: 514.5 nm). As a result, amplification of signal light intensity was confirmed.

【0020】(試料2)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.68で、アスペクト比が2.3になるよう高
さ17.25mmに切り出した直径7.5mmのBa−
Ti−O組成物を用いてチタン酸バリウム単結晶の育成
を行った。得られた結晶は、結晶中に異相が目視で観察
でき、X線構造解析により正方晶チタン酸バリウムとB
aTi2 5 の混合相であることが確認された。
(Sample 2) Ti / (Ti + Ba) (mol
Ratio) is 0.68 and the aspect ratio is 2.3.
Ba- of 7.5 mm in diameter cut out to 17.25 mm
Growth of barium titanate single crystal using Ti-O composition
Was done. In the obtained crystal, a different phase is visually observed in the crystal.
X-ray structural analysis shows that tetragonal barium titanate and B
aTiTwoO FiveWas confirmed to be a mixed phase.

【0021】(試料3)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.68で、アスペクト比が2.1になるよう高
さ15.75mmに切り出した直径7.5mmのBa−
Ti−O組成物を用いてチタン酸バリウム単結晶の育成
を行った。得られた結晶は、結晶中に異相が目視で観察
でき、X線構造解析により正方晶および六方晶のチタン
酸バリウムの混合相であることが確認された。
(Sample 3) Ba− of 7.5 mm in diameter cut out to a height of 15.75 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.68 and the aspect ratio is 2.1.
A barium titanate single crystal was grown using the Ti—O composition. In the obtained crystal, a different phase was visually observed in the crystal, and X-ray structure analysis confirmed that it was a mixed phase of tetragonal and hexagonal barium titanate.

【0022】(試料4)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.70で、アスペクト比が1.2になるよう高
さ9mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用いてチ
タン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた結晶
は、X線構造解析により正方晶単相であることが確認さ
れた。得られた単結晶をポーリング処理により単分域化
した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5nm)
による2光波混合実験を行った結果、シグナル光強度の
増幅が確認された。
(Sample 4) Barium titanate was prepared using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 9 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) was 0.70 and the aspect ratio was 1.2. A single crystal was grown. The obtained crystal was confirmed to be a tetragonal single phase by X-ray structural analysis. The obtained single crystal is divided into single domains by poling, and then two argon lasers (wavelength: 514.5 nm)
As a result of the two-wave mixing experiment, amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0023】(試料5)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.70で、アスペクト比が2.1になるよう高
さ15.75mmに切り出したBa−Ti−O組成物を
用いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られ
た結晶は、X線構造解析により正方晶単相であることが
確認された。得られた単結晶をポーリング処理により単
分域化した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5
nm)による2光波混合実験を行った結果、シグナル光
強度の増幅が確認された。
(Sample 5) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 15.75 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.70 and the aspect ratio is 2.1, titanium A barium acid single crystal was grown. The obtained crystal was confirmed to be a tetragonal single phase by X-ray structural analysis. After the obtained single crystal is divided into single domains by poling, two argon lasers (wavelength 514.5) are used.
nm), the amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0024】(試料6)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.70で、アスペクト比が1.1になるよう高
さ8.25mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析に
より正方晶および六方晶のチタン酸バリウムの混合相で
あることが確認された。
(Sample 6) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 8.25 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.70 and the aspect ratio is 1.1, titanium A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a heterogeneous phase was visually observed in the crystal, and X-ray structure analysis confirmed that it was a mixed phase of tetragonal and hexagonal barium titanate.

【0025】(試料7)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.70で、アスペクト比が2.2になるよう高
さ16.5mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析に
より正方晶チタン酸バリウムとBaTi2 5 との混合
相であることが確認された。
(Sample 7) Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.70, and a Ba—Ti—O composition cut to a height of 16.5 mm so as to have an aspect ratio of 2.2. A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a foreign phase was visually observed in the crystal, and it was confirmed by X-ray structure analysis that it was a mixed phase of tetragonal barium titanate and BaTi 2 O 5 .

【0026】(試料8)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.72で、アスペクト比が0.2になるよう高
さ1.5mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用い
てチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた結
晶は、X線構造解析で正方晶単相であることが確認され
た。得られた単結晶をポーリング処理により単分域化し
た後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5nm)に
よる2光波混合実験を行った結果、シグナル光強度の増
幅が確認された。
(Sample 8) Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) was 0.72, and an aspect ratio of 0.2 was used to cut titanium to a height of 1.5 mm using a Ba—Ti—O composition. A barium acid single crystal was grown. X-ray structural analysis confirmed that the obtained crystal was a tetragonal single phase. After the obtained single crystal was divided into single domains by poling, a two-wave mixing experiment was performed using two argon lasers (wavelength: 514.5 nm). As a result, amplification of signal light intensity was confirmed.

【0027】(試料9)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.80で、アスペクト比が2.1になるよう高
さ15.75mmに切り出したBa−Ti−O組成物を
用いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られ
た結晶は、X線構造解析により、正方晶単相であること
が確認された。得られた単結晶をポーリング処理により
単分域化した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.
5nm)による2光波混合実験を行った結果、シグナル
光強度の増幅が確認された。
(Sample 9) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 15.75 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.80 and the aspect ratio is 2.1, titanium A barium acid single crystal was grown. The obtained crystal was confirmed by X-ray structural analysis to be a tetragonal single phase. After the obtained single crystal is divided into single domains by poling, two argon lasers (wavelength 514.
5 nm), the amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0028】(試料10)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.80で、アスペクト比が0.2になるよう高
さ1.5mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用い
てチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた結
晶は、X線構造解析で正方晶単相であることが確認され
た。得られた単結晶をポーリング処理により単分域化し
た後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5nm)に
よる2光波混合実験を行った結果、シグナル光強度の増
幅が確認された。
(Sample 10) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 1.5 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.80 and the aspect ratio becomes 0.2, titanium A barium acid single crystal was grown. X-ray structural analysis confirmed that the obtained crystal was a tetragonal single phase. After the obtained single crystal was divided into single domains by poling, a two-wave mixing experiment was performed using two argon lasers (wavelength: 514.5 nm). As a result, amplification of signal light intensity was confirmed.

【0029】(試料11)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.80で、アスペクト比が0.1になるよう高
さ0.75mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析に
より正方晶および六方晶のチタン酸バリウムの混合相で
あることが確認された。
(Sample 11) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 0.75 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.80 and the aspect ratio is 0.1, titanium A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a heterogeneous phase was visually observed in the crystal, and X-ray structure analysis confirmed that it was a mixed phase of tetragonal and hexagonal barium titanate.

【0030】(試料12)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.80で、アスペクト比が2.2になるよう高
さ16.5mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析に
より正方晶チタン酸バリウムとBaTi2 5 との混合
相であることが確認された。
(Sample 12) Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) was 0.80, and the titanium was obtained by using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 16.5 mm so as to have an aspect ratio of 2.2. A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a foreign phase was visually observed in the crystal, and it was confirmed by X-ray structure analysis that it was a mixed phase of tetragonal barium titanate and BaTi 2 O 5 .

【0031】(試料13)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.81で、アスペクト比が2.1になるよう高
さ15.75mmに切り出したBa−Ti−O組成物を
用いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られ
た結晶は、X線構造解析により、正方晶単相であること
が確認された。得られた単結晶をポーリング処理により
単分域化した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.
5nm)による2光波混合実験を行った結果、シグナル
光強度の増幅が確認された。
(Sample 13) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 15.75 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.81 and the aspect ratio is 2.1, titanium A barium acid single crystal was grown. The obtained crystal was confirmed by X-ray structural analysis to be a tetragonal single phase. After the obtained single crystal is divided into single domains by poling, two argon lasers (wavelength 514.
5 nm), the amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0032】(試料14)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.83で、アスペクト比が1.4になるよう高
さ10.5mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析に
より正方晶チタン酸バリウムとBaTi2 5 との混合
相であることが確認された。
(Sample 14) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 10.5 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.83 and the aspect ratio is 1.4, titanium A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a foreign phase was visually observed in the crystal, and it was confirmed by X-ray structure analysis that it was a mixed phase of tetragonal barium titanate and BaTi 2 O 5 .

【0033】(試料15)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.83で、アスペクト比が0.8になるよう高
さ6.0mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用い
てチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた結
晶は、X線構造解析により、正方晶単相であることが確
認された。得られた単結晶をポーリング処理により単分
域化した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5n
m)による2光波混合実験を行った結果、シグナル光強
度の増幅が確認された。
(Sample 15) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 6.0 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.83 and the aspect ratio is 0.8, titanium A barium acid single crystal was grown. The obtained crystal was confirmed by X-ray structural analysis to be a tetragonal single phase. After the obtained single crystal is divided into single domains by poling, two argon lasers (wavelength 514.5 n) are used.
As a result of the two-wave mixing experiment according to m), amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0034】(試料16)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.85で、アスペクト比が0.1になるよう高
さ0.75mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、X線構造解析で正方晶単相であることが確認さ
れた。得られた単結晶をポーリング処理により単分域化
した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5nm)
による2光波混合実験を行った結果、シグナル光強度の
増幅が確認された。
(Sample 16) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 0.75 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.85 and the aspect ratio becomes 0.1, titanium A barium acid single crystal was grown. X-ray structural analysis confirmed that the obtained crystal was a tetragonal single phase. The obtained single crystal is divided into single domains by poling, and then two argon lasers (wavelength: 514.5 nm)
As a result of the two-wave mixing experiment, amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0035】(試料17)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.85で、アスペクト比が0.2になるよう高
さ1.5mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用い
てチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた結
晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析によ
り正方晶チタン酸バリウムとBaTi2 5 との混合相
であることが確認された。
(Sample 17) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 1.5 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.85 and the aspect ratio is 0.2, titanium A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a foreign phase was visually observed in the crystal, and it was confirmed by X-ray structure analysis that it was a mixed phase of tetragonal barium titanate and BaTi 2 O 5 .

【0036】(試料18)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.85で、アスペクト比が0.05になるよう
高さ0.375mmに切り出したBa−Ti−O組成物
を用いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得ら
れた結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解
析により正方晶および六方晶のチタン酸バリウムの混合
相であることを確認された。
(Sample 18) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 0.375 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.85 and the aspect ratio becomes 0.05, titanium A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a foreign phase was visually observed in the crystal, and it was confirmed by X-ray structure analysis that it was a mixed phase of tetragonal and hexagonal barium titanate.

【0037】(試料19)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.65で、アスペクト比が2.2になるよう高
さ16.5mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析に
より正方晶および六方晶のチタン酸バリウムの混合相で
あることが確認された。
(Sample 19) Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) was 0.65, and titanium was obtained by using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 16.5 mm so as to have an aspect ratio of 2.2. A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a heterogeneous phase was visually observed in the crystal, and X-ray structure analysis confirmed that it was a mixed phase of tetragonal and hexagonal barium titanate.

【0038】(試料20)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.86で、アスペクト比が0.1になるよう高
さ0.75mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用
いてチタン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた
結晶は、結晶中に異相が目視観察され、X線構造解析に
より正方晶チタン酸バリウムとBaTi2 5 との混合
相であることが確認された。
(Sample 20) Using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 0.75 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) is 0.86 and the aspect ratio becomes 0.1, titanium A barium acid single crystal was grown. In the obtained crystal, a foreign phase was visually observed in the crystal, and it was confirmed by X-ray structure analysis that it was a mixed phase of tetragonal barium titanate and BaTi 2 O 5 .

【0039】(試料21)Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.75で、アスペクト比が1.2になるよう高
さ9mmに切り出したBa−Ti−O組成物を用いてチ
タン酸バリウム単結晶の育成を行った。得られた結晶
は、X線構造解析により、正方晶単相であることが確認
された。得られた単結晶をポーリング処理により単分域
化した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5n
m)による2光波混合実験を行った結果、シグナル光強
度の増幅が確認された。
(Sample 21) Barium titanate was prepared using a Ba—Ti—O composition cut to a height of 9 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) was 0.75 and the aspect ratio was 1.2. A single crystal was grown. The obtained crystal was confirmed by X-ray structural analysis to be a tetragonal single phase. After the obtained single crystal is divided into single domains by poling, two argon lasers (wavelength 514.5 n) are used.
As a result of the two-wave mixing experiment according to m), amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0040】(比較例1)実施例1と同じ条件でBa−
Ti−O組成物を用いずにチタン酸バリウム単結晶の育
成を行った。得られた単結晶は、X線構造解析により、
六方晶チタン酸バリウム単相であることが確認された。
得られた単結晶をポーリング処理により単分域化した
後、2本のアルゴンレーザ(波長514.5nm)によ
る2光波混合実験を行った結果、シグナル光強度の増幅
は確認されなかった。
(Comparative Example 1) Ba-
A barium titanate single crystal was grown without using the Ti-O composition. The obtained single crystal was analyzed by X-ray structural analysis.
It was confirmed that it was a single phase of hexagonal barium titanate.
After the obtained single crystal was divided into single domains by poling, a two-wave mixing experiment was performed using two argon lasers (wavelength: 514.5 nm). As a result, amplification of signal light intensity was not confirmed.

【0041】次に、原料棒およびBa−Ti−O組成物
の太さを変更した実施例および比較例について以下に述
べる。
Next, examples and comparative examples in which the thickness of the raw material rod and the Ba-Ti-O composition are changed will be described below.

【0042】(実施例2)実施例1と同じ条件で、焼結
後の直径が20mmの原料棒、およびBa−Ti−O組
成物を用いて、チタン酸バリウム単結晶の育成を行っ
た。Ba−Ti−O組成物は、Ti/(Ti+Ba)
(モル比)が0.80で、アスペクト比が0.2になる
よう高さ4mmに切り出した。得られた結晶は、X線構
造解析により、正方晶チタン酸バリウム単相であること
が確認された。得られた単結晶をポーリング処理により
単分域化した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.
5nm)による2光波混合実験を行った結果、シグナル
光強度の増幅が確認された。
Example 2 Under the same conditions as in Example 1, a barium titanate single crystal was grown using a raw material rod having a diameter of 20 mm after sintering and a Ba—Ti—O composition. Ba-Ti-O composition is Ti / (Ti + Ba)
(Molar ratio) was 0.80 and the height was 4 mm so as to have an aspect ratio of 0.2. The obtained crystal was confirmed by X-ray structural analysis to be a tetragonal barium titanate single phase. After the obtained single crystal is divided into single domains by poling, two argon lasers (wavelength 514.
5 nm), the amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0043】(実施例3)実施例1と同じ条件で、焼結
後の直径が1mmの原料棒、およびBa−Ti−O組成
物を用いて、チタン酸バリウム単結晶の育成を行った。
Ba−Ti−O組成物は、Ti/(Ti+Ba)(モル
比)が0.80で、アスペクト比が0.2になるように
高さ0.2mmに切り出した。得られた結晶は、X線構
造解析により、正方晶チタン酸バリウム単相であること
が確認された。得られた単結晶をポーリング処理により
単分域化した後、2本のアルゴンレーザ(波長514.
5nm)による2光波混合実験を行った結果、シグナル
光強度の増幅が確認された。
Example 3 Under the same conditions as in Example 1, a barium titanate single crystal was grown using a raw material rod having a diameter of 1 mm after sintering and a Ba—Ti—O composition.
The Ba—Ti—O composition was cut out to a height of 0.2 mm so that Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) was 0.80 and the aspect ratio was 0.2. The obtained crystal was confirmed by X-ray structural analysis to be a tetragonal barium titanate single phase. After the obtained single crystal is divided into single domains by poling, two argon lasers (wavelength 514.
5 nm), the amplification of the signal light intensity was confirmed.

【0044】(比較例2)実施例1と同じ条件で、焼結
後の直径が21mmの原料棒、およびBa−Ti−O組
成物を用いて、チタン酸バリウム単結晶の育成を行っ
た。Ba−Ti−O組成物は、Ti/(Ti+Ba)
(モル比)が0.80で、アスペクト比が0.2になる
ように高さ4.2mmに切り出した。しかし、結晶の融
解が不十分で単結晶が得られなかった。
(Comparative Example 2) Under the same conditions as in Example 1, a barium titanate single crystal was grown using a raw material rod having a diameter of 21 mm after sintering and a Ba-Ti-O composition. Ba-Ti-O composition is Ti / (Ti + Ba)
(Molar ratio) was 0.80 and the height was 4.2 mm so that the aspect ratio was 0.2. However, a single crystal was not obtained due to insufficient melting of the crystal.

【0045】[0045]

【発明の効果】本願発明によれば、高純度・高品質な正
方晶のチタン酸バリウム単結晶を容易にかつ安定に育成
することができる。その結果、たとえば光ホログラムメ
モリー等の光デバイス用材料として好適な特性を持つ正
方晶のチタン酸バリウム単結晶を比較的低コストで供給
することができる。
According to the present invention, a high purity and high quality tetragonal barium titanate single crystal can be easily and stably grown. As a result, for example, a tetragonal barium titanate single crystal having suitable characteristics as an optical device material such as an optical hologram memory can be supplied at a relatively low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明にかかる単結晶の製造方法における、
Ba−Ti−O組成物中のTi/(Ti+Ba)(モル
比)とアスペクト比とが属する範囲を示すグラフであ
る。
FIG. 1 shows a method for producing a single crystal according to the present invention.
It is a graph which shows the range to which Ti / (Ti + Ba) (molar ratio) and aspect ratio in a Ba-Ti-O composition belong.

【図2】BaO−TiO2 系二次元状態図である。FIG. 2 is a two-dimensional phase diagram of a BaO—TiO 2 system.

【図3】本願発明にかかる単結晶の製造方法に用いられ
る単結晶育成装置の一例を示す図解図である。
FIG. 3 is an illustrative view showing one example of an apparatus for growing a single crystal used in a method for producing a single crystal according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 単結晶育成装置 12 筐体 14 双楕円ミラー 16 ハロゲンランプ 18 上シャフト 20 下シャフト 22 石英管 24 原料棒 26 種結晶 28 Ba−Ti−O組成物 REFERENCE SIGNS LIST 10 single crystal growing apparatus 12 housing 14 double elliptical mirror 16 halogen lamp 18 upper shaft 20 lower shaft 22 quartz tube 24 raw material rod 26 seed crystal 28 Ba-Ti-O composition

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 高志 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 脇野 喜久男 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 岡田 正勝 京都府京都市中京区聚楽廻東町22番地 コ スモ二条1103 Fターム(参考) 4G077 AA02 AB09 AB10 BC41 CE03 EC08 GA10 HA01  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Fujii 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Inside Murata Manufacturing Co., Ltd. (72) Kikuo Wakino 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Stock Company Murata Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Masakatsu Okada 22F, Jurakumado-Higashicho, Nakagyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto, Japan 1103 F-term (reference) 4G077 AA02 AB09 AB10 BC41 CE03 EC08 GA10 HA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チタン酸バリウム単結晶の種結晶とチタ
ン酸バリウム多結晶体との間にBa−Ti−O組成物を
挟持する工程と、 前記Ba−Ti−O組成物を加熱溶融させて前記種結晶
に接合する工程と、 前記Ba−Ti−O組成物を加熱溶融させることにより
形成された融帯を前記チタン酸バリウム多結晶体側に移
動させてチタン酸バリウム単結晶を得る工程とを含むチ
タン酸バリウム単結晶の製造方法であって、 前記Ba−Ti−O組成物のTi/(Ti+Ba)モル
比およびアスペクト比が、図1の点A(0.68,2.
2)、B(0.81,2.1)、C(0.85,0.
1)、D(0.72,0.2)を頂点とする四角形の範
囲内(頂点および辺上を含む)に属する、チタン酸バリ
ウム単結晶の製造方法。
A step of sandwiching a Ba—Ti—O composition between a seed crystal of barium titanate single crystal and a polycrystalline barium titanate; and heating and melting the Ba—Ti—O composition. Joining the seed crystal and heating and melting the Ba-Ti-O composition to move the molten zone toward the barium titanate polycrystal side to obtain a barium titanate single crystal. 1. A method for producing a barium titanate single crystal comprising: a Ti— (Ti + Ba) molar ratio and an aspect ratio of the Ba—Ti—O composition, wherein a point A (0.68, 2,.
2), B (0.81, 2.1), C (0.85, 0.
1) A method for producing a barium titanate single crystal belonging to the range of a rectangle having D (0.72, 0.2) as a vertex (including the vertex and the side).
【請求項2】 鉛直方向において、前記種結晶の上に前
記Ba−Ti−O組成物を配置し、その上に前記チタン
酸バリウム多結晶体が配置される、請求項1に記載のチ
タン酸バリウム単結晶の製造方法。
2. The titanic acid according to claim 1, wherein the Ba—Ti—O composition is disposed on the seed crystal in the vertical direction, and the barium titanate polycrystal is disposed thereon. A method for producing a barium single crystal.
【請求項3】 前記チタン酸バリウム多結晶体および前
記Ba−Ti−O組成物は、それぞれ直径20mm以下
の円柱形である、請求項1または請求項2に記載のチタ
ン酸バリウム単結晶の製造方法。
3. The production of the barium titanate single crystal according to claim 1, wherein the polycrystalline barium titanate and the Ba—Ti—O composition are each a column having a diameter of 20 mm or less. Method.
【請求項4】 光加熱装置により前記Ba−Ti−O組
成物を加熱溶融させる、請求項1ないし請求項3のいず
れかに記載のチタン酸バリウム単結晶の製造方法。
4. The method of producing a barium titanate single crystal according to claim 1, wherein the Ba—Ti—O composition is heated and melted by an optical heating device.
JP11151529A 1999-05-31 1999-05-31 Production of barium titanate single crystal Pending JP2000335999A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11151529A JP2000335999A (en) 1999-05-31 1999-05-31 Production of barium titanate single crystal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11151529A JP2000335999A (en) 1999-05-31 1999-05-31 Production of barium titanate single crystal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000335999A true JP2000335999A (en) 2000-12-05

Family

ID=15520515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11151529A Pending JP2000335999A (en) 1999-05-31 1999-05-31 Production of barium titanate single crystal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000335999A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007277026A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Sumco Corp Method for pulling silicon single crystal
WO2009004791A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Hitachi Metals, Ltd. Single crystal scintillator material and method for producing the same
JP2011116629A (en) * 2009-11-06 2011-06-16 Tdk Corp Hexagonal type barium titanate powder, producing method thereof, dielectric ceramic composition, and electronic component
JP2015160765A (en) * 2014-02-26 2015-09-07 セイコーインスツル株式会社 Barium dititanate and method for manufacturing the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007277026A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Sumco Corp Method for pulling silicon single crystal
WO2009004791A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Hitachi Metals, Ltd. Single crystal scintillator material and method for producing the same
US8013306B2 (en) 2007-07-03 2011-09-06 Hitachi Metals, Ltd. Single crystal scintillator material and method for producing the same
JP5293602B2 (en) * 2007-07-03 2013-09-18 日立金属株式会社 Single crystal scintillator material and manufacturing method thereof
JP2011116629A (en) * 2009-11-06 2011-06-16 Tdk Corp Hexagonal type barium titanate powder, producing method thereof, dielectric ceramic composition, and electronic component
JP2015160765A (en) * 2014-02-26 2015-09-07 セイコーインスツル株式会社 Barium dititanate and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Belruss et al. Top-seeded solution growth of oxide crystals from non-stoichiometric melts
CN109321979B (en) Barium strontium titanate single crystal and preparation method thereof
US4231776A (en) Method for manufacturing a panel of anisotropic ceramic glass
JP2008162828A (en) Barium-calcium titanate single crystal material and polycrystalline material for electronic and optical applications and methods for manufacturing them
Suda et al. Crystal growth of La2Hf2O7 by micro-pulling-down method using W crucible
CN102358954A (en) Method for growing CaxBa1-xNb2O6 series crystals
JP2000335999A (en) Production of barium titanate single crystal
JP4049315B2 (en) Dielectric having high dielectric constant and method for manufacturing the same
JPH04300296A (en) Production of barium titanate single crystal
JPH05155696A (en) Production of single crystal of barium titanate
JPH0656595A (en) Production of optical fiber made of barium titanate single crystal
US11248309B2 (en) Single crystal ingot using barium zirconium oxide and preparation method therefor
CN114959896B (en) Hafnium oxide ferroelectric phase single crystal and preparation method thereof
JP2831906B2 (en) Single crystal manufacturing equipment
JPS5938193B2 (en) Manufacturing method of corundum single crystal that emits starry colors
JP3870258B2 (en) Manufacturing method of oxide semiconductor single crystal
JP2672597B2 (en) Method for producing barium titanate single crystal
US4537653A (en) Synthesis of beryl crystals
JP2794245B2 (en) Method for producing Bi-based oxide superconductor single crystal
JPS582289A (en) Manufacture of single crystal body
JPH04338191A (en) Production of single crystal
JPS5938198B2 (en) Manufacturing method of semiconductor strontium titanate single crystal
JP3531280B2 (en) Single crystal manufacturing method
JPH04243998A (en) Production of barium beta-metaborate single crystal
JPS63274697A (en) Production of cupric acid-lanthanum single crystal