JP2720525B2 - マグネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 - Google Patents
マグネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光導波路素子の基板及び第二高調波発生素
子等に用いられるマグネシウム添加ニオブ酸リチウム単
結晶の製造方法に関する。
子等に用いられるマグネシウム添加ニオブ酸リチウム単
結晶の製造方法に関する。
［従来の技術］ マグネシウムを添加しないニオブ酸リチウム単結晶
（以下、ニオブ酸リチウム単結晶と記す）及びマグネシ
ウム添加ニオブ酸リチウム単結晶は、るつぼ中の原料融
液に種子結晶を接触させ、引き上げ機により、引き上げ
ることにより、第２図に示すような形状の成長結晶とし
て得ている。
（以下、ニオブ酸リチウム単結晶と記す）及びマグネシ
ウム添加ニオブ酸リチウム単結晶は、るつぼ中の原料融
液に種子結晶を接触させ、引き上げ機により、引き上げ
ることにより、第２図に示すような形状の成長結晶とし
て得ている。
ニオブ酸リチウム単結晶については、この融液中のリ
チウムとニオブのモル比がLi2O/（Li2O＋Nb2O5）＝0.48
6となるように原料を調製し、育成すると均質な結晶が
得られることが報告されている（例えば、R.L.Byer,J.
F.Young,R.S.Feigelson,J.Appl.Phys.41（1970）2320〜
2325）。
チウムとニオブのモル比がLi2O/（Li2O＋Nb2O5）＝0.48
6となるように原料を調製し、育成すると均質な結晶が
得られることが報告されている（例えば、R.L.Byer,J.
F.Young,R.S.Feigelson,J.Appl.Phys.41（1970）2320〜
2325）。
また、主として表面弾性波素子用の基板として広く製
造されているニオブ酸リチウム単結晶は、このLi2O/（L
i2O＋Nb2O5）＝0.486（モル比）の組成をもつ原料融液
から育成されている。
造されているニオブ酸リチウム単結晶は、このLi2O/（L
i2O＋Nb2O5）＝0.486（モル比）の組成をもつ原料融液
から育成されている。
このニオブ酸リチウム単結晶を育成する際に原料融液
に4.5モルパーセント以上の酸化マグネシウムを添加し
て得られた単結晶、即ち、マグネシウム添加ニオブ酸リ
チウム単結晶のレーザーによる光損傷閾値がニオブ酸リ
チウム単結晶の100倍以上になることが報告された（例
えば、D.A.Bryan,R.Gerson,H.E.Tomaschke,Appl.Phys.L
ett,44（1984）847〜849）。しかし、融液への酸化マグ
ネシウム添加により、結晶には、クラック粒界等による
品質の低下が見られ（熊谷、村田、田辺、福田、電子情
報通信学会報告、OQE−88（1988）43〜49）、光導波路
素子用の基板、あるいは第二高調波発生素子にするには
光学品質上好ましくなかった。
に4.5モルパーセント以上の酸化マグネシウムを添加し
て得られた単結晶、即ち、マグネシウム添加ニオブ酸リ
チウム単結晶のレーザーによる光損傷閾値がニオブ酸リ
チウム単結晶の100倍以上になることが報告された（例
えば、D.A.Bryan,R.Gerson,H.E.Tomaschke,Appl.Phys.L
ett,44（1984）847〜849）。しかし、融液への酸化マグ
ネシウム添加により、結晶には、クラック粒界等による
品質の低下が見られ（熊谷、村田、田辺、福田、電子情
報通信学会報告、OQE−88（1988）43〜49）、光導波路
素子用の基板、あるいは第二高調波発生素子にするには
光学品質上好ましくなかった。
この結晶を示差熱分析法等によって詳細に調べると、
結晶の上部と下部で融点が異なること、特に下部に異相
の析出が存在することが分かった。クラック、粒界等の
オリジンもこの異相の析出にあると推定される。
結晶の上部と下部で融点が異なること、特に下部に異相
の析出が存在することが分かった。クラック、粒界等の
オリジンもこの異相の析出にあると推定される。
［発明の解決しようとする課題］ 以上、説明した通り従来の方法によって製造したマグ
ネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶はクラック、粒界
および異相の析出が起こりやすいという問題がある。
ネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶はクラック、粒界
および異相の析出が起こりやすいという問題がある。
そこで本発明は、クラック、粒界、異相の析出の少な
いマグネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法
を提供することを目的とする。
いマグネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法
を提供することを目的とする。
［課題を解決する為の手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたもので
あり、リチウム酸化物を生成するリチウム化合物及びニ
オブ酸化物を生成するニオブ化合物を、リチウム酸化物
をLi2Oとし、ニオブ酸化物をNb2O5とした時のモル比Li2
O/（Li2O＋Nb2O5）を0.465〜0.482で混合し、この混合
物をLiNbO3に換算して、その１モルに対してマグネシウ
ム酸化物を生成するマグネシウム化合物をMgO換算で0.0
1〜0.1モル添加し、これらの混合物中から溶融結晶化す
ることを特徴とするマグネシウム添加ニオブ酸リチウム
単結晶の製造方法を提供する。
あり、リチウム酸化物を生成するリチウム化合物及びニ
オブ酸化物を生成するニオブ化合物を、リチウム酸化物
をLi2Oとし、ニオブ酸化物をNb2O5とした時のモル比Li2
O/（Li2O＋Nb2O5）を0.465〜0.482で混合し、この混合
物をLiNbO3に換算して、その１モルに対してマグネシウ
ム酸化物を生成するマグネシウム化合物をMgO換算で0.0
1〜0.1モル添加し、これらの混合物中から溶融結晶化す
ることを特徴とするマグネシウム添加ニオブ酸リチウム
単結晶の製造方法を提供する。
［作用］ 本発明者らの実験によるとLi2O/（Li2O＋Nb2O5）＝0.
486（モル比）の組成にMgOを加えた融液から育成された
結晶は、示差熱分析の結果、結晶上部と結晶下部で融点
が異なること（下部の方が低い）、下部には異相の析出
が見られること、育成された結晶と残融液では特に融点
差が大きいことがわかった。このことは、結晶の育成
（引き上げ）の進行に従い、組成が変化していることを
示し、また異相も析出しているので、結晶の上部と下部
では光学的品質が異なるだけでなく、特に下部では光学
的品質が低下する。
486（モル比）の組成にMgOを加えた融液から育成された
結晶は、示差熱分析の結果、結晶上部と結晶下部で融点
が異なること（下部の方が低い）、下部には異相の析出
が見られること、育成された結晶と残融液では特に融点
差が大きいことがわかった。このことは、結晶の育成
（引き上げ）の進行に従い、組成が変化していることを
示し、また異相も析出しているので、結晶の上部と下部
では光学的品質が異なるだけでなく、特に下部では光学
的品質が低下する。
本発明では、育成の進行によっても結晶の組成の変動
の少ない融液組成を選択することにより、均質度の高い
結晶が得られる。
の少ない融液組成を選択することにより、均質度の高い
結晶が得られる。
［実施例］ 第１図は、酸化マグネシウム（MgO）のニオブ酸リチ
ウム成分に対するモル比をMgO/LiNbO3＝0.05としたと
き、ニオブ酸リチウム成分中の酸化リチウムの比を変え
た試料を調製し、示差熱分析法により作成した相図であ
る。５モルパーセント酸化マグネシウムを添加した（Li
2O−Nb2O5系）相図では、Li2O/（Li2O＋Nb2O5）＝0.475
付近に近く融点の高い領域があり、この組成領域の原料
融液から結晶の育成を行なうことにより、均質な結晶が
得られる。表１は、５モルパーセント酸化マグネシウム
を添加し、ニオブ酸リチウム成分についてそれぞれLi2O
/（Li2O＋Nb2O5）＝0.470,0.475,0.480の組成をもつ原
料融液からの結晶育成の結果である。
ウム成分に対するモル比をMgO/LiNbO3＝0.05としたと
き、ニオブ酸リチウム成分中の酸化リチウムの比を変え
た試料を調製し、示差熱分析法により作成した相図であ
る。５モルパーセント酸化マグネシウムを添加した（Li
2O−Nb2O5系）相図では、Li2O/（Li2O＋Nb2O5）＝0.475
付近に近く融点の高い領域があり、この組成領域の原料
融液から結晶の育成を行なうことにより、均質な結晶が
得られる。表１は、５モルパーセント酸化マグネシウム
を添加し、ニオブ酸リチウム成分についてそれぞれLi2O
/（Li2O＋Nb2O5）＝0.470,0.475,0.480の組成をもつ原
料融液からの結晶育成の結果である。
示差熱分析法によれば、結晶上部（結晶固化率０）
と結晶下部（結晶固化率0.32〜0.35）で融点の差はほ
とんど認められない。また、結晶下部に異相の析出も認
められなかった。Li2O/（Li2O＋Nb2O5）＝0.470及び0.4
80では残融液の融点が低いが、結晶固化率を0.50以下，
好ましくは0.40以下とすることにより、結晶上部、下部
の融点の差は少ない。また、上記３例においてはクラッ
クがなく、粒界の少ない良質の結晶が得られた。
と結晶下部（結晶固化率0.32〜0.35）で融点の差はほ
とんど認められない。また、結晶下部に異相の析出も認
められなかった。Li2O/（Li2O＋Nb2O5）＝0.470及び0.4
80では残融液の融点が低いが、結晶固化率を0.50以下，
好ましくは0.40以下とすることにより、結晶上部、下部
の融点の差は少ない。また、上記３例においてはクラッ
クがなく、粒界の少ない良質の結晶が得られた。
本発明において、融液中でリチウム酸化物（Li2O）を
生成する原料として炭酸リチウム（Li2CO3）、ニオブ酸
化物（Nb2O5）を生成する原料として五酸化ニオブ（Nb2
O5）、マグネシウム酸化物を生成する原料として酸化マ
グネシウム（MgO）が用いられているが、これら原材料
は特に限定されるものではなく適宜選択しえるものであ
る。
生成する原料として炭酸リチウム（Li2CO3）、ニオブ酸
化物（Nb2O5）を生成する原料として五酸化ニオブ（Nb2
O5）、マグネシウム酸化物を生成する原料として酸化マ
グネシウム（MgO）が用いられているが、これら原材料
は特に限定されるものではなく適宜選択しえるものであ
る。
［発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明によれば、クラック、
粒界の少ない均質な単結晶が得られる。
粒界の少ない均質な単結晶が得られる。
第１図は本発明の実施例を示し、MgO/LiNbO3＝0.05とし
たときのニオブ酸リチウム成分中の酸化リチウムの比を
変えた試料の示差熱分析法による相図であり、第２図は
従来のニオブ酸リチウム単結晶及びマグネシウム添加ニ
オブ酸リチウム単結晶の模式的側面図である。
たときのニオブ酸リチウム成分中の酸化リチウムの比を
変えた試料の示差熱分析法による相図であり、第２図は
従来のニオブ酸リチウム単結晶及びマグネシウム添加ニ
オブ酸リチウム単結晶の模式的側面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】リチウム酸化物を生成するリチウム化合物
及びニオブ酸化物を生成するニオブ化合物を、リチウム
酸化物をLi2Oとし、ニオブ酸化物をNb2O5とした時のモ
ル比Li2O/（Li2O＋Nb2O5）を0.465〜0.482で混合し、こ
の混合物をLiNbO3に換算して、その１モルに対してマグ
ネシウム酸化物を生成するマグネシウム化合物をMgO換
算で0.01〜0.1モル添加し、これらの混合物中から溶融
結晶化することを特徴とするマグネシウム添加ニオブ酸
リチウム単結晶の製造方法。 - 【請求項２】前記成分での育成の際に原料融液に対する
育成結晶の重量比、すなわち、結晶固化率を0.50以下と
することを特徴とするマグネシウム添加ニオブ酸化リチ
ウム単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16268789A JP2720525B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | マグネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16268789A JP2720525B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | マグネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333096A JPH0333096A (ja) | 1991-02-13 |
| JP2720525B2 true JP2720525B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=15759393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16268789A Expired - Lifetime JP2720525B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | マグネシウム添加ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720525B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007013513A1 (ja) | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 波長変換素子、レーザ光源装置、２次元画像表示装置及びレーザ加工装置 |
| US8125703B2 (en) | 2007-03-22 | 2012-02-28 | Panasonic Corporation | Wavelength converter and image display with wavelength converter |
| JP6169759B1 (ja) * | 2016-07-11 | 2017-07-26 | 株式会社山寿セラミックス | 弾性表面波素子用基板及びその製造方法 |
| JP6186099B1 (ja) * | 2017-06-27 | 2017-08-23 | 株式会社山寿セラミックス | 弾性表面波素子用基板及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16268789A patent/JP2720525B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0333096A (ja) | 1991-02-13 |
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