JP2818344B2 - Method and apparatus for producing oxide single crystal - Google Patents
Method and apparatus for producing oxide single crystalInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ニオブ酸リチウム単結
晶等の酸化物単結晶を製造する方法及びその装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for producing an oxide single crystal such as a lithium niobate single crystal.
【0002】[0002]
【従来の技術】ニオブ酸リチウムは、重要な単結晶酸化
物材料であり、通常は LiNbO3 と表記される。現在、ほ
とんどすべての商業的に入手可能なニオブ酸リチウム単
結晶は、いわゆるチョクラルスキー (Czochralski)法で
製造されている。この方法では、いわゆるコングルエン
ト組成 (Liが48.6mol %)近辺では単結晶を引き上げる
ことができる。しかし、コングルエント組成から外れた
組成の単結晶を引き上げることは、クラック等の問題か
ら、現状では不可能である。2. Description of the Related Art Lithium niobate is an important single crystal oxide material and is usually referred to as LiNbO 3 . At present, almost all commercially available lithium niobate single crystals are produced by the so-called Czochralski method. In this method, a single crystal can be pulled near a so-called congruent composition (Li is 48.6 mol%). However, it is impossible at present to pull a single crystal having a composition deviating from the congruent composition due to problems such as cracks.
【0003】ニオブ酸リチウムは、特に光学材料として
多用されている。しかし、上記の製造上の制約から、コ
ングルエント組成のニオブ酸リチウムについては光学的
特性についてかなり研究が進んでいるが、コングルエン
ト組成を外れた組成のものについては、光学的研究が進
んでいない。このため、コングルエント組成を外れたニ
オブ酸リチウムを量産し、光学的デバイスとして利用す
ることが期待されている。[0003] Lithium niobate is widely used especially as an optical material. However, due to the manufacturing restrictions described above, considerable studies have been made on the optical characteristics of lithium niobate having a congruent composition, but no optical studies have been made on compositions having a composition other than the congruent composition. Therefore, it is expected that lithium niobate having a congruent composition will be mass-produced and used as an optical device.
【0004】コングルエント組成を外れたニオブ酸リチ
ウムの製造法として、現在、VTE(Vapor Transport
Equilibration)法が知られている。この方法について簡
単に述べる。まず、チョクラルスキー法によって柱状の
ニオブ酸リチウム単結晶を引き上げる。この単結晶はコ
ングルエント組成を有している。次いでこの単結晶を焼
鈍し、1175℃で電圧をかけて単分域化処理し、次いでこ
の柱状物を切断して薄板を得る。一方、所望組成、例え
ば Li2O が 50mol%のニオブ酸リチウムからなる粉末を
用意し、上記の薄板と粉末とを密閉容器内に封入する。
充分な高温で充分長時間に亘って密閉容器内を熱処理す
ると、気相での輸送と固相拡散とによって、上記薄板に
おける組成と上記粉末における組成とが平衡状態に達す
る。As a method for producing lithium niobate having a congruent composition, VTE (Vapor Transport) is currently used.
Equilibration) method is known. This method will be briefly described. First, a columnar lithium niobate single crystal is pulled up by the Czochralski method. This single crystal has a congruent composition. Next, the single crystal is annealed, a single domain treatment is performed by applying a voltage at 1175 ° C., and then the columnar material is cut to obtain a thin plate. On the other hand, a powder composed of lithium niobate having a desired composition, for example, Li 2 O of 50 mol% is prepared, and the thin plate and the powder are sealed in a closed container.
When the inside of the closed vessel is heat-treated at a sufficiently high temperature for a sufficiently long time, the composition in the thin plate and the composition in the powder reach an equilibrium state by transport in the gas phase and solid phase diffusion.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】コングルエント組成の
ニオブ酸リチウムは、1146℃のキュリー温度を有する。
そして、単分域化処理を単結晶に施しても、この単結晶
のキュリー温度を超える温度で熱処理すると、単結晶の
ドメインが再び多分域状態に戻る。このため、熱処理温
度は、単結晶のキュリー温度を超えないようにしなけれ
ばならない。Lithium niobate having a congruent composition has a Curie temperature of 1146 ° C.
Then, even if the single-domain processing is performed on the single crystal, when the heat treatment is performed at a temperature higher than the Curie temperature of the single crystal, the domain of the single crystal returns to the multi-domain state again. Therefore, the heat treatment temperature must not exceed the Curie temperature of the single crystal.
【0006】Li2Oが 50mol%である組成では、単結晶の
キュリー温度が1190℃である。そして、上記粉末として
Li2O が 50mol%である組成のニオブ酸リチウムを用い
る場合は、単結晶のキュリー温度が1146℃から 1190 ℃
へと向って上昇する。このため、従来は、1100℃程度で
熱処理をしていたが、単結晶のキュリー温度が1190℃に
達するまでに 500時間程度かかっていた。[0006] In a composition in which Li 2 O is 50 mol%, the Curie temperature of a single crystal is 1190 ° C. And as the above powder
When using lithium niobate having a composition in which Li 2 O is 50 mol%, the Curie temperature of the single crystal is from 1146 ° C. to 1190 ° C.
Ascend towards. For this reason, conventionally, heat treatment was performed at about 1100 ° C., but it took about 500 hours for the Curie temperature of the single crystal to reach 1190 ° C.
【0007】一方、Li2Oが47.2 mol%である組成では、
単結晶のキュリー温度が1090℃である。そして、上記粉
末として Li2O が 47.2mol%である組成のニオブ酸リチ
ウムを用いる場合は、単結晶のキュリー温度が 1146 ℃
から1090℃へと向って下降する。このため、従来は、10
50℃程度で加熱処理をしていたが、単結晶のキュリー温
度が1090℃に達するまでに 800時間程度かかっていた。On the other hand, in a composition in which Li 2 O is 47.2 mol%,
The Curie temperature of the single crystal is 1090 ° C. When lithium niobate having a composition of Li 2 O of 47.2 mol% is used as the powder, the Curie temperature of the single crystal is 1146 ° C.
To 1090 ° C. For this reason, 10
The heat treatment was performed at about 50 ° C, but it took about 800 hours for the Curie temperature of the single crystal to reach 1090 ° C.
【0008】しかも上記の例において、薄板の厚さは
0.5mm程度であり、これをもっと厚くすると、系内が平
衡状態に達するまでに一層膨大な時間が必要になる。こ
のように、コングルエント組成を外れた組成のニオブ酸
リチウムを合成するには、極めて膨大な時間と熱量とが
必要であるため、製造コストが高く、本格的な研究や商
業化の妨げになっていた。Moreover, in the above example, the thickness of the thin plate is
The thickness is about 0.5 mm, and if the thickness is further increased, an enormous amount of time is required until the inside of the system reaches an equilibrium state. As described above, synthesizing lithium niobate having a composition outside the congruent composition requires an extremely enormous amount of time and heat, so that the production cost is high and hinders full-scale research and commercialization. Was.
【0009】本発明の課題は、酸化物の単結晶からなる
材料をVTE処理するのに際し、熱処理時間を短縮でき
るようにし、所望の組成を有する酸化物単結晶を短時間
で量産できるようにすることである。It is an object of the present invention to reduce the heat treatment time in the VTE treatment of a material composed of an oxide single crystal, and to mass-produce an oxide single crystal having a desired composition in a short time. That is.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化物の単結
晶からなる材料と、この単結晶の組成と異なる所定組成
を有する酸化物粉末とを容器内に収容し、この容器内を
熱処理するのと共に前記材料および前記粉末に電圧を印
加し、これにより前記単結晶の組成を変化させるのと共
に前記単結晶に単分域ドメインを形成させることを特徴
とする、酸化物単結晶の製造方法に係るものである。According to the present invention, a material comprising an oxide single crystal and an oxide powder having a predetermined composition different from the composition of the single crystal are housed in a container, and the inside of the container is heat-treated. Simultaneously applying a voltage to the material and the powder, thereby changing the composition of the single crystal and forming a single domain in the single crystal. It is related to.
【0011】また、本発明は、酸化物の単結晶の組成を
変化させるのと共に前記単結晶に単分域ドメインを形成
させるための、酸化物単結晶の製造装置であって、容
器;この容器内に収容された、前記単結晶の組成と異な
る所定組成を有する酸化物の粉末;この粉末中に埋設さ
れた一対の板状電極;前記粉末中に埋設され、前記一対
の板状電極の間に位置する、前記単結晶からなる材料;
及び前記一対の板状電極に電力を供給する部材を備え
た、酸化物単結晶の製造装置に係るものである。[0011] The present invention also relates to an apparatus for producing an oxide single crystal for changing the composition of an oxide single crystal and forming a single domain in the single crystal. An oxide powder having a predetermined composition different from that of the single crystal accommodated therein; a pair of plate-like electrodes embedded in the powder; between the pair of plate-like electrodes embedded in the powder A material comprising the single crystal,
And a member for supplying electric power to the pair of plate-shaped electrodes.
【0012】上記の酸化物としては、各種の複合酸化物
を例示できる。こうした複合酸化物としては、例えば、
LiNbO3 , LiTaO3 などを例示できる。As the above-mentioned oxide, various complex oxides can be exemplified. Such composite oxides include, for example,
LiNbO 3 and LiTaO 3 can be exemplified.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。以下
の実施例においては、主として、本発明をニオブ酸リチ
ウム単結晶の製造に対して適用した例について述べる。
まず、リチウム化合物とニオブ化合物とを混合し、例え
ば 950℃で仮焼し、1050℃で焼成する。この焼成物を用
い、チョクラルスキー法によって1250℃で引き上げ、コ
ングルエント組成の柱状物を引き上げる。次いで、この
柱状物を1170℃でアニールして結晶中の歪みを除く。次
いで、この柱状物を切断し、所定厚さの薄板を得る。Embodiments of the present invention will be described below. In the following examples, examples in which the present invention is applied to the production of a lithium niobate single crystal will be mainly described.
First, a lithium compound and a niobium compound are mixed, calcined at, for example, 950 ° C., and calcined at 1050 ° C. Using this fired product, the columnar material having a congruent composition is pulled up at 1250 ° C. by the Czochralski method. Next, the columnar material is annealed at 1170 ° C. to remove distortion in the crystal. Next, the columnar material is cut to obtain a thin plate having a predetermined thickness.
【0014】次いで、コングルエント組成と異なる所定
組成を有するニオブ酸リチウム粉末と上記薄板とを容器
に収容し、この容器内を熱処理することによって、薄板
を構成するニオブ酸リチウム単結晶の組成を変化させ
る。図1(a),(b) は、このVTE処理に適した熱処理装
置を概略的に示す断面図である。Next, a lithium niobate powder having a predetermined composition different from the congruent composition and the above-mentioned thin plate are accommodated in a container, and the composition of the lithium niobate single crystal constituting the thin plate is changed by heat-treating the inside of the container. . 1A and 1B are cross-sectional views schematically showing a heat treatment apparatus suitable for the VTE process.
【0015】容器20は、本体2と蓋1とから構成されて
いる。本体2の上側開口に蓋1が被せられている。本体
2の外形は略円筒状であり、本体2の上端面2aに、蓋1
の縁部1dが載置されている。蓋1の縁部1dの内側に段差
部1aが形成されており、段差部1aが、容器2の内側空間
内に突き出ている。段差部1aの平面形状は略円形であ
り、段差部1aの周囲に側周面1cが設けられている。The container 20 comprises a main body 2 and a lid 1. The lid 1 is placed over the upper opening of the main body 2. The outer shape of the main body 2 is substantially cylindrical, and the upper end surface 2a of the main body 2
Edge 1d is placed. A step 1a is formed inside the edge 1d of the lid 1, and the step 1a protrudes into the space inside the container 2. The planar shape of the step portion 1a is substantially circular, and a side peripheral surface 1c is provided around the step portion 1a.
【0016】上端面2a及び縁部1dは共に精度良く研磨加
工し、かつ互いの平行度を上げるようにした。これによ
り、内側空間内の気密性が上がり、揮発性成分が容器20
の外に逃げないようになった。この結果、容器20内でリ
チウムが気相で平衡状態を保ち易くなった。また、段差
部1aを内側空間内へと突出させたことにより、側周面1c
と内側壁面2bとの間隔が小さくなった。この結果、リチ
ウム成分が、一層本体2と蓋1とのすり合わせ部分から
逃げにくくなった。Both the upper end face 2a and the edge 1d are polished with high precision, and the parallelism between them is increased. This increases the airtightness of the inner space and removes volatile components from the container 20.
Began to escape outside. As a result, lithium became easier to maintain an equilibrium state in the gas phase in the container 20. Also, by projecting the step portion 1a into the inner space, the side peripheral surface 1c is formed.
And the inner wall 2b has become smaller. As a result, it became more difficult for the lithium component to escape from the portion where the main body 2 and the lid 1 were fitted together.
【0017】本体2内に所定組成のニオブ酸リチウム粉
末6が収容される。この粉末6中に一対の平板状電極5
A,5Bが埋設され、平板状電極5Aと5Bとは互いに
ほぼ平行であり、かつ底面2cに対して垂直である。各平
板状電極5A, 5Bの上端にそれぞれリード線3A,3
Bが接続され、各リード線3A,3Bは、蓋1の貫通孔
1eにそれぞれ挿通され、容器20の外へと引き出されてい
る。リード線3A,3Bは、図示しない電源に接続され
ている。リード線3A,3Bの引出口の周囲は、アルミ
ナセメント4で封止する。The main body 2 contains lithium niobate powder 6 having a predetermined composition. In this powder 6, a pair of flat electrodes 5
A and 5B are embedded, and the plate electrodes 5A and 5B are substantially parallel to each other and perpendicular to the bottom surface 2c. Lead wires 3A, 3A are provided on the upper ends of the flat electrodes 5A, 5B, respectively.
B is connected, and each lead wire 3A, 3B is
1e are respectively inserted and pulled out of the container 20. The lead wires 3A and 3B are connected to a power supply (not shown). The periphery of the outlets of the lead wires 3A, 3B is sealed with alumina cement 4.
【0018】コングルエント組成のニオブ酸リチウム単
結晶からなる薄板7が所定枚数、粉末6中に埋設されて
いる。各薄板7は、一対の平板状電極5Aと5Bとの間
に、これらに平行となるように配置されている。A predetermined number of thin plates 7 made of a single crystal of lithium niobate having a congruent composition are embedded in the powder 6. Each thin plate 7 is arranged between a pair of flat electrodes 5A and 5B so as to be parallel to these.
【0019】好ましくは図1に示したような装置を用
い、容器20内を熱処理するのと共に薄板7に電圧を印加
し、これにより上記単結晶の組成を変化させると共に単
結晶に単分域ドメインを形成させる。こうした方法につ
いて、ニオブ酸リチウム単結晶を例にとりつつ、更に説
明する。Preferably, a device as shown in FIG. 1 is used to heat-treat the inside of the container 20 and to apply a voltage to the thin plate 7, thereby changing the composition of the single crystal and converting the single crystal into a single domain domain. Is formed. Such a method will be further described by taking a lithium niobate single crystal as an example.
【0020】図2に示す従来の熱処理スケジュール11に
おいては、1100℃の温度で熱処理を続ける。この場合に
も、薄板7のキュリー温度Tc は、例えば1146℃から11
90℃へと向って、時間が経つにつれて上昇していく。し
かし、この方法では、キュリー温度が1190℃に達するま
でに長時間かかる。例えば、薄板の厚さが 0.5mmの場合
には、500 時間程度が必要である。In the conventional heat treatment schedule 11 shown in FIG. 2, the heat treatment is continued at a temperature of 1100 ° C. Also in this case, the Curie temperature Tc of the thin plate 7 is, for example, 1146 ° C. to 11 ° C.
Going to 90 ° C, it rises over time. However, in this method, it takes a long time for the Curie temperature to reach 1190 ° C. For example, if the thickness of the thin plate is 0.5 mm, about 500 hours are required.
【0021】次に、Li2Oが 47.2mol%であるニオブ酸リ
チウム単結晶を製造する場合は、図3に示す従来の熱処
理スケジュール12においては、例えば1070℃で熱処理し
ていた。薄板7の単結晶のキュリー温度Tc が 1090 ℃
に達するまでには、800 時間程度の熱処理が必要であっ
た (薄板の厚さが0.5mm の場合) 。Next, in the case of producing a lithium niobate single crystal in which Li 2 O is 47.2 mol%, in the conventional heat treatment schedule 12 shown in FIG. 3, heat treatment was performed at, for example, 1070 ° C. Curie temperature Tc of single crystal of thin plate 7 is 1090 ° C
It took about 800 hours of heat treatment to reach (when the thickness of the thin plate was 0.5 mm).
【0022】これに対し、本発明によれば、極めて短い
熱処理時間で、コングルエント組成以外のニオブ酸リチ
ウム単結晶を製造できる。例えば、コングルエント組成
のニオブ酸リチウム単結晶からなる薄板7を1175℃で加
熱し、一対の平板状電極5A,5Bに電圧を加えると、
54時間以内に、単結晶の組成が、Li2Oが 50mol%となる
ことが解った。しかも、薄板の厚さが3mmの場合にも、
こうした結果が得られた。このようにVTE処理を促進
できるのは、コングルエント組成に対応するキュリー温
度(1146℃) 以上の温度で、熱処理を行えるからであ
る。On the other hand, according to the present invention, a lithium niobate single crystal having a composition other than the congruent composition can be manufactured in an extremely short heat treatment time. For example, when a thin plate 7 made of a single crystal of lithium niobate having a congruent composition is heated at 1175 ° C. and a voltage is applied to the pair of flat electrodes 5A and 5B,
It was found that the composition of the single crystal became 50 mol% of Li 2 O within 54 hours. Moreover, even when the thickness of the thin plate is 3 mm,
These results were obtained. The reason why the VTE treatment can be promoted is that the heat treatment can be performed at a temperature equal to or higher than the Curie temperature (1146 ° C.) corresponding to the congruent composition.
【0023】しかも、本発明では、上記の熱処理と同時
に、薄板7に電圧をかけることにより、これを構成する
単結晶に単分域ドメインを形成することができる。逆に
言うと、熱処理温度が単結晶のキュリー温度を超えてし
まっても、このときに電圧がかかっていれば、多分域ド
メインは生じない。Moreover, in the present invention, a single domain domain can be formed in the single crystal constituting the thin plate 7 by applying a voltage to the thin plate 7 simultaneously with the above heat treatment. Conversely, even if the heat treatment temperature exceeds the Curie temperature of the single crystal, if a voltage is applied at this time, a multi-domain domain does not occur.
【0024】このように、本発明は、従来のVTE処理
と単結晶ドメインの単分域化とを同時に行うという点
で、画期的な方法を提供するものである。これにより、
VTE法によるニオブ酸リチウムの熱処理時間が著しく
短縮され、その生産量が著しく増大し、生産コストが大
きく下がった。しかも、単結晶のドメインが多分域化す
ることもなかった。更に、従来必要であった単分域化処
理工程が、本発明によって、不要になった。As described above, the present invention provides an epoch-making method in that the conventional VTE processing and the single-domain formation of the single crystal domain are simultaneously performed. This allows
The heat treatment time of lithium niobate by the VTE method was significantly shortened, the production amount was significantly increased, and the production cost was greatly reduced. In addition, the domain of the single crystal was not multi-domain. In addition, the present invention eliminates the need for a conventional single-domain processing step.
【0025】また、例えば、コングルエント組成のニオ
ブ酸リチウム単結晶からなる薄板7を1175℃で加熱し、
一対の平板状電極5A,5Bに電圧を加えると、36時間
以内に、単結晶の組成が、Li2Oが 47.2mol%となること
が解った。For example, a thin plate 7 made of a single crystal of lithium niobate having a congruent composition is heated at 1175 ° C.
When a voltage was applied to the pair of flat electrodes 5A and 5B, it was found that the composition of the single crystal became Li 2 O of 47.2 mol% within 36 hours.
【0026】単結晶の熱処理温度は、単結晶の溶融温度
未満としなければならず、この熱処理温度と溶融温度と
の差を10℃以上とすることが好ましい。一対の板状電極
を酸化物の粉末内に埋設し、一対の板状電極の間に薄板
等の材料を埋設した場合には、電圧の大きさ(V)を一
対の板状電極の間隔(cm) で除した値を1V/cm以上と
すると、材料の単分域化処理を確実に行える。The heat treatment temperature of the single crystal must be lower than the melting temperature of the single crystal, and the difference between the heat treatment temperature and the melting temperature is preferably 10 ° C. or more. When a pair of plate-like electrodes is embedded in oxide powder and a material such as a thin plate is embedded between the pair of plate-like electrodes, the magnitude of the voltage (V) is determined by the distance between the pair of plate-like electrodes ( When the value divided by (cm) is 1 V / cm or more, the material can be treated as a single domain without fail.
【0027】(実験1)以下、更に具体的な実験結果に
ついて述べる。図1に示した熱処理装置を用い、コング
ルエント組成のニオブ酸リチウム単結晶をVTE処理し
た。Li2Oが 48.6mol%であるニオブ酸リチウム単結晶か
らなる直径3インチの円柱状物をチョクラルスキー炉か
ら引き上げ、長さ100mm の円柱状物を得た。これを焼鈍
処理し、内周刃で切断し、所定厚さの薄板を得た。(Experiment 1) Hereinafter, more specific experimental results will be described. Using the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, a lithium niobate single crystal having a congruent composition was subjected to VTE treatment. A 3 inch diameter column made of lithium niobate single crystal containing 48.6 mol% of Li 2 O was pulled up from a Czochralski furnace to obtain a column having a length of 100 mm. This was annealed and cut by an inner peripheral blade to obtain a thin plate having a predetermined thickness.
【0028】この薄板について、Z面を光学研磨処理
し、縦20mm、横10mmの長方形状の試料を得た。平板状電
極5A,5Bの材質は、厚さ1mmの白金とした。1050℃
で焼成した焼結体を粒径 250μm 以下に解砕後、密閉容
器内で1225℃で24時間熱処理した後、粒径250 μm 以下
に解砕して得た、Li2Oが 50mol%であるニオブ酸リチウ
ムの粉末を、粉末6として用いた。容器20内の粉末6を
圧縮成形して粉末6の高さを30mmに揃え、試料7間の隙
間を埋め、焦電によるクラック発生を防止した。The thin plate was optically polished on the Z surface to obtain a rectangular sample having a length of 20 mm and a width of 10 mm. The material of the flat electrodes 5A and 5B was platinum having a thickness of 1 mm. 1050 ℃
After crushing the sintered body fired in step 2 to a particle size of 250 μm or less, heat-treating it in a closed vessel at 1225 ° C for 24 hours, and then crushing the particle size to 250 μm or less, Li 2 O is 50 mol% Powder of lithium niobate was used as powder 6. The powder 6 in the container 20 was compression-molded so that the height of the powder 6 was adjusted to 30 mm, the gap between the samples 7 was filled, and cracks caused by pyroelectricity were prevented.
【0029】そして、平板状電極5A,5Bに直径 0.5
mmの白金リード線3A,3Bを接続し、蓋1と白金リー
ド線3A,3Bとの隙間をアルミナセメント4で封止し
た。The flat electrodes 5A and 5B have a diameter of 0.5
mm platinum lead wires 3A, 3B were connected, and the gap between the lid 1 and the platinum lead wires 3A, 3B was sealed with alumina cement 4.
【0030】このようにして、表1に示す実験番号1〜
11の各条件で処理を行った。ただし、薄板7の厚さや熱
処理条件は、表1に示すように変更した。そして、熱処
理後の単結晶のキュリー温度を測定し、単分域判定を実
施した。Thus, the experiment numbers 1 to 1 shown in Table 1 were obtained.
Processing was performed under each of the eleven conditions. However, the thickness of the thin plate 7 and the heat treatment conditions were changed as shown in Table 1. Then, the Curie temperature of the single crystal after the heat treatment was measured, and a single domain determination was performed.
【0031】実験番号1〜11における熱処理条件等につ
いて、図4を参照しつつ更に説明する。ただし、図4に
おいて、グラフ13は熱処理スケジュールを示し、グラフ
14は印加電圧のスケジュールを示す。The heat treatment conditions and the like in Experiment Nos. 1 to 11 will be further described with reference to FIG. However, in FIG. 4, the graph 13 shows the heat treatment schedule,
14 shows a schedule of applied voltage.
【0032】容器20を電気炉内に入れ、100 ℃/時間の
速度で昇温させ、時刻t1 で所望の熱処理温度T1 に到
達させた。このT1 は、表1に示す熱処理温度である。
ただし、実験番号1〜3では、2段階の熱処理を行っ
た。各熱処理温度で6時間保持した後、電圧の値を徐々
に上昇させ、6時間かけて所望の電圧を印加した。The vessel 20 was placed in an electric furnace, heated at a rate of 100 ° C./hour, and reached a desired heat treatment temperature T 1 at time t 1 . This T1 is the heat treatment temperature shown in Table 1.
However, in Experiment Nos. 1 to 3, a two-stage heat treatment was performed. After maintaining at each heat treatment temperature for 6 hours, the voltage value was gradually increased, and a desired voltage was applied over 6 hours.
【0033】そして、表1に示す熱処理温度及び時間
で、熱処理を行う。即ち、図4に示すt3 −t1 が、表
1に示す「熱処理時間」である。この間に、実験番号
1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10では、時刻t2 でTC が 1190
℃に達していた。上記の熱処理が終了した後、50℃/
時間の降温速度で室温まで冷却した。室温になったとき
の時刻をt4 とする。そして、室温になってから3時間
かけて印加電圧をOVにした。Then, the heat treatment is performed at the heat treatment temperature and time shown in Table 1. That is, t 3 −t 1 shown in FIG. 4 is the “heat treatment time” shown in Table 1. During this time, the experiment number
1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, in 10, at time t 2 T C is 1190
° C. After the above heat treatment is completed,
The mixture was cooled to room temperature at a temperature lowering rate per hour. The time when it becomes to room temperature and t 4. Then, the applied voltage was set to OV over 3 hours after the temperature reached room temperature.
【0034】印加電圧の大きさは、一対の平板状電極5
Aと5Bとの間に介在する粉末1cm当たり、1Vとし
た。ただし、平板状電極5Aと5Bとの間隔とは、図1
(a) に示すmである。The magnitude of the applied voltage is determined by a pair of flat electrodes 5.
The voltage was set to 1 V per 1 cm of the powder interposed between A and 5B. However, the interval between the flat electrodes 5A and 5B is the same as that shown in FIG.
m shown in (a).
【0035】上記の印加電圧の大きさが1V/cm未満で
あると、薄板7をそのキュリー温度以上に加熱しても、
単結晶のドメインがすべて揃わない。If the magnitude of the applied voltage is less than 1 V / cm, even if the thin plate 7 is heated above its Curie temperature,
Not all single crystal domains are aligned.
【0036】また、表1に示す実験番号12, 13では、従
来の図2に示す熱処理スケジュールで、従来のVTE装
置によってVTE処理を行った。単結晶のキュリー温度
TCは、DTA装置を用いて測定した。また、単結晶の
ドメインが単分域化していた場合には、「単分域判定」
の項目を「○」と表示した。In Experiment Nos. 12 and 13 shown in Table 1, VTE processing was performed by a conventional VTE apparatus according to the conventional heat treatment schedule shown in FIG. The Curie temperature T C of the single crystal was measured using a DTA device. If the domain of the single crystal is in a single domain, the "single domain determination"
Is indicated as “○”.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】また、ニオブ酸リチウムの相図を、図5に
概略的に示す。この相図から解るように、Li2Oの割合と
キュリー温度TC 及び溶融温度の間には、表2に示す関
係がある。FIG. 5 schematically shows a phase diagram of lithium niobate. As can be seen from this phase diagram, there is a relationship shown in Table 2 between the ratio of Li 2 O, the Curie temperature T C and the melting temperature.
【0039】[0039]
【表2】 [Table 2]
【0040】実験番号1〜11と 12, 13 とを比較すれば
解るように、本発明に従うことにより、1190℃又は 118
0 ℃のキュリー温度を有するニオブ酸リチウム単結晶
を、従来よりも極めて短時間で製造することができる。
これは、VTE 反応が、基本的に温度によって律速されて
いるからである。しかも、単結晶のドメインも良好に単
分域化されていた。As can be seen from a comparison of Experiment Nos. 1-11 with 12, 13 according to the present invention, 1190 ° C. or 118 ° C.
A lithium niobate single crystal having a Curie temperature of 0 ° C. can be manufactured in a much shorter time than in the past.
This is because the VTE reaction is basically limited by temperature. In addition, the domain of the single crystal was well single-domained.
【0041】また、実験番号1〜11においても、熱処理
温度が高い場合の方が、一層短時間でキュリー温度が 1
190 ℃に達している。更に詳しく述べると、1150℃、11
60℃、1175℃で熱処理すると、熱処理の当初には熱処理
温度の方がキュリー温度よりも高いが、やがてキュリー
温度が熱処理温度を上回り、1190℃に達する。このた
め、熱処理温度の方がキュリー温度よりも高い間に、所
定の電圧を印加し、単分域化処理を行っていなければな
らない。キュリー温度が熱処理温度を超えると、電圧を
印加するのを止めても、単分域ドメインは維持される。Also, in Experiment Nos. 1 to 11, the Curie temperature was 1 in a shorter time when the heat treatment temperature was higher.
Has reached 190 ° C. More specifically, 1150 ° C, 11
When heat treatment is performed at 60 ° C. and 1175 ° C., the heat treatment temperature is higher than the Curie temperature at the beginning of the heat treatment, but the Curie temperature eventually exceeds the heat treatment temperature and reaches 1190 ° C. For this reason, while the heat treatment temperature is higher than the Curie temperature, a predetermined voltage must be applied to perform the single-domain processing. When the Curie temperature exceeds the heat treatment temperature, the single-domain domain is maintained even when the application of the voltage is stopped.
【0042】コングルエント組成では、溶融温度が 125
2 ℃であり、少なくともこの時点では、1150〜1250℃で
熱処理を行う方がVTE反応を促進でき、かつこの範囲
で温度が高い方が良い。ただし、Li2Oが 50mol%になる
と、溶融温度が 1200 ℃にまで低下するので、この時点
では熱処理温度を 1190 〜1150℃で行うのがよい。In the congruent composition, the melting temperature is 125
The temperature is 2 ° C., and at least at this point, the heat treatment at 1150 to 1250 ° C. can promote the VTE reaction, and the higher the temperature, the better. However, when the Li 2 O content becomes 50 mol%, the melting temperature decreases to 1200 ° C., and it is preferable to perform the heat treatment at a temperature of 1190 to 1150 ° C. at this time.
【0043】なお、同一の熱処理条件でも、薄板7の厚
さが3mm又は4mmになると、熱処理時間が若干長くな
り、また熱処理後のキュリー温度は 1180 ℃になった。
更に、薄板7の厚さが5mmを超えると、内部まで組成が
均一化しにくいことが判明した。Even under the same heat treatment conditions, when the thickness of the thin plate 7 was 3 mm or 4 mm, the heat treatment time was slightly longer, and the Curie temperature after the heat treatment was 1180 ° C.
Further, it has been found that if the thickness of the thin plate 7 exceeds 5 mm, it is difficult to make the composition uniform inside.
【0044】(実験2)実験1と全く同様にして、表3
に示す実験番号21〜31を実施した。各例について、薄板
7の厚さ、熱処理条件、熱処理後のキュリー温度、単分
域判定、熱処理時間を表3に示す。ただし、実験1とは
異なり、粉末としては、Li2Oが 47.2mol%であるニオブ
酸リチウムの粉末を用いた。本実験における熱処理条件
等について、図6を参照しつつ更に説明する。ただし、
図6において、グラフ15は熱処理スケジュールを示し、
グラフ16は印加電圧のスケジュールを示す。(Experiment 2) Table 3
Experiment Nos. 21 to 31 shown in FIG. Table 3 shows the thickness of the thin plate 7, the heat treatment conditions, the Curie temperature after heat treatment, the determination of a single domain, and the heat treatment time for each example. However, unlike Experiment 1, as the powder, a powder of lithium niobate containing 47.2 mol% of Li 2 O was used. The heat treatment conditions and the like in this experiment will be further described with reference to FIG. However,
In FIG. 6, graph 15 shows the heat treatment schedule,
Graph 16 shows the schedule of the applied voltage.
【0045】容器20を電気炉内に入れ、100 ℃/時間の
速度で昇温させ、時刻t1 で所望の熱処理温度T2 に到
達させた。このT2 は、表3に示す熱処理温度である。
各熱処理温度で6時間保持した後、電圧の値を徐々に上
昇させ6時間かけて所望の電圧を印加した。[0045] The vessel was placed 20 into an electric furnace, was raised at a rate of 100 ° C. / time, to reach a desired heat treatment temperature T2 at time t 1. This T2 is the heat treatment temperature shown in Table 3.
After maintaining at each heat treatment temperature for 6 hours, the voltage value was gradually increased and a desired voltage was applied over 6 hours.
【0046】そして、表3に示す熱処理温度及び時間
で、熱処理を行う。即ち、図6に示すt3 −t1 が、表
3に示す「熱処理時間」である。上記の熱処理が終了し
た後、50℃/時間の降温速度で室温まで冷却した。室温
になったときの時刻をt4 とする。そして、室温になっ
てから3時間かけて印加電圧をOVにした。また、表3
に示す実験番号 32, 33 では、従来の図3に示す熱処理
スケジュールで、従来のVTE装置によってVTE処理
を行った。Then, the heat treatment is performed at the heat treatment temperature and time shown in Table 3. That is, t 3 -t 1 shown in FIG. 6 is the “heat treatment time” shown in Table 3. After the above heat treatment was completed, the resultant was cooled to room temperature at a temperature decreasing rate of 50 ° C./hour. The time when it becomes to room temperature and t 4. Then, the applied voltage was set to OV over 3 hours after the temperature reached room temperature. Table 3
In Experiment Nos. 32 and 33 shown in FIG. 3, VTE processing was performed by a conventional VTE apparatus according to the conventional heat treatment schedule shown in FIG.
【0047】[0047]
【表3】 [Table 3]
【0048】上記の結果から解るように、本発明によ
り、単結晶を短時間でVTE処理することができる。ま
た、本発明の範囲内においても、熱処理温度が高い場合
の方が、一層短時間でキュリー温度が 1190 ℃に達して
いる。また、熱処理温度T2 が1146℃を超えていると、
電圧を印加し続けて単分域ドメインを維持する必要があ
る。As can be seen from the above results, according to the present invention, a single crystal can be subjected to VTE processing in a short time. Also, within the scope of the present invention, the Curie temperature reaches 1190 ° C. in a shorter time when the heat treatment temperature is higher. If the heat treatment temperature T2 exceeds 1146 ° C,
It is necessary to maintain the single domain domain by continuously applying the voltage.
【0049】Li2Oが 47.2mol%のときには、単結晶の溶
融温度が 1230 ℃になるので、1220℃以下の熱処理温度
で熱処理を行うことができる。また、本実験におけるよ
うに、Li2Oが 47.2mol%の組成のものを得るには、その
キュリー温度である1090℃以下、例えば 1050 ℃で従来
は熱処理していた。そして、VTE処理はほぼ温度によ
って律速されるので、従来は、実験番号32に示すように
大変な長時間がかかっていた。この点で、本発明による
効果は更に大きい。When the content of Li 2 O is 47.2 mol%, the melting temperature of the single crystal becomes 1230 ° C., so that the heat treatment can be performed at a heat treatment temperature of 1220 ° C. or less. Further, as in this experiment, in order to obtain a composition having a composition of Li 2 O of 47.2 mol%, heat treatment was conventionally performed at a Curie temperature of 1090 ° C. or less, for example, 1050 ° C. In addition, since the VTE process is substantially limited by temperature, conventionally, as shown in Experiment No. 32, it took a very long time. In this regard, the effect of the present invention is even greater.
【0050】なお、上記と同様にして、Li2Oが 47.6mol
%、48.0mol %、49.0mol %、49.4mol %、49.8mol %
である組成のニオブ酸リチウム粉末6を用い、本発明に
従って各組成の単結晶を製造した。そして、各組成の単
結晶を量産できることを確認した。In the same manner as above, 47.6 mol of Li 2 O was added.
%, 48.0 mol%, 49.0 mol%, 49.4 mol%, 49.8 mol%
Using lithium niobate powder 6 having the following composition, single crystals of each composition were produced according to the present invention. And it was confirmed that single crystals of each composition can be mass-produced.
【0051】(実験3)タンタル酸リチウム単結晶を、
本発明に従って製造した。この製造プロセスは、実験1
に従った。ただし、薄板7の材質は、コングルエント組
成(Li2Oが48.3mol %) のタンタル酸リチウム単結晶と
した。粉末6として、Li2Oが 50.0mol%のタンタル酸リ
チウム粉末を用いた。熱処理温度は1480℃とし、印加電
圧を2V/cmとし、単結晶のZ 軸方向に電圧を印加し
た。この結果、30時間後にキュリー温度が 646℃に達し
た。なお、表4に、Li2Oの割合と、単結晶の溶融温度及
びキュリー温度との関係を示す。(Experiment 3) Lithium tantalate single crystal was
Manufactured according to the invention. This manufacturing process is described in Experiment 1.
Followed. However, the material of the thin plate 7 was a lithium tantalate single crystal having a congruent composition (Li 2 O: 48.3 mol%). As the powder 6, a lithium tantalate powder containing 50.0 mol% of Li 2 O was used. The heat treatment temperature was 1480 ° C., the applied voltage was 2 V / cm, and a voltage was applied in the Z-axis direction of the single crystal. As a result, the Curie temperature reached 646 ° C. after 30 hours. Table 4 shows the relationship between the ratio of Li 2 O and the melting temperature and Curie temperature of the single crystal.
【0052】[0052]
【表4】 [Table 4]
【0053】また、図7に、タンタル酸リチウムの相図
を示す。この相図においては、横軸にタンタルの方のモ
ル%を示してある。タンタル酸リチウム単結晶のキュリ
ー温度Tc は、その溶融温度にくらべると、相当低い。FIG. 7 shows a phase diagram of lithium tantalate. In this phase diagram, the abscissa indicates mol% of tantalum. The Curie temperature Tc of a lithium tantalate single crystal is considerably lower than its melting temperature.
【0054】なお、タンタル酸リチウムの場合は、溶融
温度 〜溶融温度−100 ℃の範囲で熱処理を行うと、
VTE処理を促進する効果が大きい。そして、タンタル
酸リチウム単結晶の場合は、キュリー温度が溶融温度に
くらべて極めて低いので、従来は、ドメインの多分域化
を伴わずにVTE処理を施して組成を変更することは、
ほぼ不可能であった。In the case of lithium tantalate, when heat treatment is performed in the range of melting temperature to melting temperature −100 ° C.,
The effect of promoting the VTE process is great. In the case of lithium tantalate single crystal, since the Curie temperature is extremely low compared to the melting temperature, conventionally, it is difficult to change the composition by performing VTE treatment without multi-domain of the domain.
It was almost impossible.
【0055】(実験4)タンタル酸リチウム単結晶を、
本発明に従って製造した。この製造プロセスは、実験1
に従った。ただし、薄板7の材質は、コングルエント組
成のタンタル酸リチウム単結晶とした。粉末6として、
Li2Oが 47.0mol%のタンタル酸リチウム粉末を用いた。
熱処理温度は1480℃とし、印加電圧を2V/cmとし、単
結晶のZ軸方向に電圧を印加した。この結果、30時間後
にキュリー温度が 574℃に達した。(Experiment 4) Lithium tantalate single crystal was
Manufactured according to the invention. This manufacturing process is described in Experiment 1.
Followed. However, the material of the thin plate 7 was a lithium tantalate single crystal having a congruent composition. As powder 6
A lithium tantalate powder containing 47.0 mol% of Li 2 O was used.
The heat treatment temperature was 1480 ° C., the applied voltage was 2 V / cm, and a voltage was applied in the Z-axis direction of the single crystal. As a result, the Curie temperature reached 574 ° C. after 30 hours.
【0056】上記の実験1〜4によって製造した試料を
基板として用い、この基板に光導波路を形成してみたと
ころ、光の伝播損失が少なく、かつそのバラツキの小さ
い、好適な光導波路基板が得られた。また、試料のサイ
ズについては特に制限はなく、例えば直径1〜4インチ
のウエハーを処理できるし、一度に数枚処理することが
できる。When an optical waveguide was formed on the substrate using the samples manufactured in Experiments 1 to 4 above, a suitable optical waveguide substrate having a small light propagation loss and a small variation was obtained. Was done. The size of the sample is not particularly limited. For example, a wafer having a diameter of 1 to 4 inches can be processed, and several wafers can be processed at a time.
【0057】なお、本発明においては、例えば図8に示
すような装置によって、VTE処理と単分域化処理とを
同時に進行させることが可能である。ただし、図8に示
す各構成部分のうち、図1に示す各構成部分と同じもの
については、同一の符号を付した。In the present invention, the VTE process and the single domaining process can be simultaneously advanced by, for example, an apparatus as shown in FIG. However, among the components shown in FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0058】そして、図8に示す熱処理装置において
は、各薄板7は、底面2c及び段差部1aの表面1bに
対して、ほぼ垂直となるように埋設されている。リード
線3Aに平板状電極5Cが接続され、リード線3Bに平
板状電極5Dが接続されている。平板状電極5C,5D
は、いずれも底面2cや表面1bに対してほぼ平行に埋
設されている。In the heat treatment apparatus shown in FIG. 8, each thin plate 7 is embedded so as to be substantially perpendicular to the bottom surface 2c and the surface 1b of the step portion 1a. The flat electrode 5C is connected to the lead wire 3A, and the flat electrode 5D is connected to the lead wire 3B. Flat electrode 5C, 5D
Are buried almost parallel to the bottom surface 2c and the front surface 1b.
【0059】ニオブ酸リチウム単結晶を単分域化するに
は、Z軸方向に向かって電圧を印加する必要がある。こ
のため平板状電極5A,5Bと薄板7との位置関係が図
1に示す状態の場合は、Z板を処理し易い。一方光導波
路用途に好適な、主面と垂直にX軸が現れたX板を単分
域化処理する場合は、薄板7内にZ軸が存在する。従っ
て、図8に示すように薄板7を平板状電極5C,5Dに
対して垂直に配置し、かつ薄板7におけるZ軸が電圧印
加方向とほぼ一致するように配置する。Y板について
も、これと同様に薄板7及び平板状電極5C,5Dを配
置することが好ましい。In order to make the lithium niobate single crystal into a single domain, it is necessary to apply a voltage in the Z-axis direction. Therefore, when the positional relationship between the flat electrodes 5A and 5B and the thin plate 7 is as shown in FIG. 1, the Z plate can be easily processed. On the other hand, in the case of performing a single domaining process on an X plate having an X axis perpendicular to the main surface, which is suitable for optical waveguide use, a Z axis exists in the thin plate 7. Therefore, as shown in FIG. 8, the thin plate 7 is arranged perpendicular to the plate electrodes 5C and 5D, and is arranged such that the Z axis of the thin plate 7 substantially coincides with the voltage application direction. It is preferable that the thin plate 7 and the flat electrodes 5C and 5D are similarly arranged on the Y plate.
【0060】なお、表面弾性波(SAW)基板用に好適
な 128゜Y板においては、薄板7の主面と垂直に 128゜
Y軸が現れる。従って、図1に示すように薄板7を設置
しても、電圧の大きさのうちかなりの部分がZ軸方向に
印加され、若干はY軸方向に印加される。従って、Z板
を単分域処理するのにくらべて少し大きな電圧を印加
し、Z軸方向への印加電圧の目減りを補償すれば、問題
なく単分域化処理を行える。In a 128 ° Y plate suitable for a surface acoustic wave (SAW) substrate, a 128 ° Y axis appears perpendicular to the main surface of the thin plate 7. Therefore, even if the thin plate 7 is installed as shown in FIG. 1, a considerable part of the magnitude of the voltage is applied in the Z-axis direction, and a small amount is applied in the Y-axis direction. Therefore, by applying a voltage slightly larger than that for performing the single-domain processing on the Z plate and compensating for a decrease in the applied voltage in the Z-axis direction, the single-domain processing can be performed without any problem.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、VTE法による酸化物単結晶の熱処理時間が著しく
短縮される。従って、目的とする組成の酸化物単結晶を
量産することができるようになる。しかも、熱処理と共
に材料に電圧を印加するので、単結晶のドメインが多分
域化することもない。As described above, according to the present invention, the heat treatment time of the oxide single crystal by the VTE method is significantly reduced. Therefore, it becomes possible to mass-produce an oxide single crystal having a desired composition. In addition, since a voltage is applied to the material together with the heat treatment, the domain of the single crystal is not multi-domain.
【図1】(a) は、容器20内で薄板7をVTE処理してい
る状態を示す断面図、(b) は、(a)の Ib −Ib線断面図
である。1A is a cross-sectional view showing a state in which a thin plate 7 is subjected to VTE processing in a container 20, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG. 1A.
【図2】従来の熱処理スケジュールを示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing a conventional heat treatment schedule.
【図3】従来の熱処理スケジュールを示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing a conventional heat treatment schedule.
【図4】本発明の実施例に係る熱処理スケジュール及び
電圧印加スケジュールを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a heat treatment schedule and a voltage application schedule according to an example of the present invention.
【図5】ニオブ酸リチウムの相図である。FIG. 5 is a phase diagram of lithium niobate.
【図6】本発明の実施例に係る熱処理スケジュール及び
電圧印加スケジュールを示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a heat treatment schedule and a voltage application schedule according to an example of the present invention.
【図7】タンタル酸リチウムの相図である。FIG. 7 is a phase diagram of lithium tantalate.
【図8】容器20内で薄板7をVTE処理している状態を
示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the thin plate 7 is subjected to VTE processing in the container 20.
1 蓋 2 本体 3A,3B 電力供給用のリード線 5A,5B,5C,5D 一対の平板状電極 6 所定組成を有する酸化物の粉末 7 酸化物の単結晶からなる薄板 11, 12, 13, 15 熱処理スケジュール 14, 16 電圧印加スケジュール 20 容器 TC キュリー温度 T1, T2 熱処理温度DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lid 2 Main body 3A, 3B Lead wire for power supply 5A, 5B, 5C, 5D A pair of flat-plate electrodes 6 Oxide powder having a predetermined composition 7 Thin plate made of oxide single crystal 11, 12, 13, 15 heat treatment schedules 14, 16 voltage application schedule 20 container T C Curie temperature T1, T2 heat treatment temperature
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−85897(JP,A) 特開 平6−172078(JP,A) 特開 昭57−140400(JP,A) 特開 昭58−151399(JP,A) 特開 昭63−35498(JP,A) 特開 昭63−35499(JP,A) 特開 昭63−35500(JP,A) 特開 昭63−218599(JP,A) 特開 平1−103999(JP,A) P.F.Bordui,et a l.,”Preparation of characterization of off−congruent l ithium niobate cry stals,”J.Appl.Phy s.,15 Jan.1992,Vol.71, No.2,p.875−879 Y.S.Luh,et al.,”S toichiometric LiNb O3 single−crystal fibers for nonl in ear optical applic ations,”J.Cryst.Gr owth,1987,Vol.85,p.264 −269 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C30B 28/00 - 35/00 CA(STN)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-5-85897 (JP, A) JP-A-6-172078 (JP, A) JP-A-57-140400 (JP, A) JP-A-58-58 151399 (JP, A) JP-A-63-35498 (JP, A) JP-A-63-35499 (JP, A) JP-A-63-35500 (JP, A) JP-A-63-218599 (JP, A) JP-A-1-103999 (JP, A) F. Bordui, et al. , "Preparation of characterisation of off-consistent lithium niobate cry stals," J. Am. Appl. Phys. , 15 Jan. 1992, Vol. 71, No. 2, p. 875-879 Y. S. Luh, et al. , "Stoichiometric LiNbO3 single-crystal fibers for non-in-ear optical applications," J. Am. Cryst. See Growth, 1987, Vol. 85, p. 264 -269 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C30B 28/00-35/00 CA (STN)
Claims (6)
結晶の組成と異なる所定組成を有する酸化物の粉末とを
容器内に収容し、この容器内を熱処理するのと共に前記
材料および前記粉末に電圧を印加し、これにより前記単
結晶の組成を変化させるのと共に前記単結晶に単分域ド
メインを形成させることを特徴とする、酸化物単結晶の
製造方法。1. A material comprising a single crystal of an oxide and a powder of an oxide having a predetermined composition different from the composition of the single crystal are accommodated in a container. A method for producing an oxide single crystal, comprising applying a voltage to a powder, thereby changing the composition of the single crystal and forming a single domain in the single crystal.
ことを特徴とする、請求項1記載の酸化物単結晶の製造
方法。2. The method for producing an oxide single crystal according to claim 1, wherein said material is embedded in said powder.
未満である、請求項1又は2記載の酸化物単結晶の製造
方法。3. The method for producing an oxide single crystal according to claim 1, wherein said heat treatment temperature is lower than a melting temperature of said single crystal.
温度を超えているときに前記材料に電圧を印加すること
を特徴とする、請求項3記載の酸化物単結晶の製造方
法。4. The method for producing an oxide single crystal according to claim 3, wherein a voltage is applied to said material when said heat treatment temperature exceeds the Curie temperature of said single crystal.
ており、これら一対の板状電極の間に前記材料が位置し
ており、前記電圧の大きさ(V)を前記一対の板状電極
の間隔(cm) で除した値が1 V/cm以上である、請求項
2記載の酸化物単結晶の製造方法。5. A pair of plate-like electrodes are buried in the powder, the material is located between the pair of plate-like electrodes, and the magnitude of the voltage (V) is adjusted by the pair of plate-like electrodes. 3. The method for producing an oxide single crystal according to claim 2, wherein a value obtained by dividing the distance (cm) between the electrode-like electrodes is 1 V / cm or more.
共に前記単結晶に単分域ドメインを形成させるための、
酸化物単結晶の製造装置であって、 容器;この容器内に収容された、前記単結晶の組成と異
なる所定組成を有する酸化物の粉末;この粉末中に埋設
された一対の板状電極;前記粉末中に埋設され、前記一
対の板状電極の間に位置する、前記単結晶からなる材
料;及び前記一対の板状電極に電力を供給する部材を備
えた、酸化物単結晶の製造装置。6. A method for changing the composition of an oxide single crystal and forming a single domain domain in said single crystal.
An apparatus for producing an oxide single crystal, comprising: a container; an oxide powder contained in the container and having a predetermined composition different from that of the single crystal; a pair of plate-like electrodes embedded in the powder; An oxide single crystal manufacturing apparatus, comprising: a material made of the single crystal, which is buried in the powder and located between the pair of plate electrodes; and a member for supplying power to the pair of plate electrodes. .
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-
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P.F.Bordui,et al.,"Preparation of characterization of off−congruent lithium niobate crystals,"J.Appl.Phys.,15 Jan.1992,Vol.71,No.2,p.875−879 |
Y.S.Luh,et al.,"Stoichiometric LiNbO3 single−crystal fibers for nonl inear optical applications,"J.Cryst.Growth,1987,Vol.85,p.264−269 |
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