JP3416964B2 - ＫＴｉＯＰＯ４ 単結晶の製造方法 - Google Patents
ＫＴｉＯＰＯ４ 単結晶の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形光学材料として
用いられるＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製造方法に関するも
のである。
用いられるＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、強力な出力を有しコヒーレンスの
良好なレーザーの出現により、非線形光学材料を用いて
第２高調波（ＳＨＧ：Second harmonic generation）と
して基本波長の半分の波長の光が得られるようになって
きている。そして、この非線形光学材料としては、非線
形光学結晶であるＫＴｉＯＰＯ4単結晶（以下、単にＫ
ＴＰと称する。）等が代表的なものである。
良好なレーザーの出現により、非線形光学材料を用いて
第２高調波（ＳＨＧ：Second harmonic generation）と
して基本波長の半分の波長の光が得られるようになって
きている。そして、この非線形光学材料としては、非線
形光学結晶であるＫＴｉＯＰＯ4単結晶（以下、単にＫ
ＴＰと称する。）等が代表的なものである。
【０００３】ところで、上記ＫＴＰの作製方法として
は、水熱合成法やＴＳＳＧ法（Top Seeded Solution gr
owth）等が知られているが、いずれの場合にも育成によ
って得られるＫＴＰ単結晶には、分極が多分域（マルチ
ドメイン）として存在する。このようなマルチドメイン
の存在は、例えば文献（Appl. Phys. Lett., 51,(198
7), 1322）等にも記載されるように、出力の低下を招
き、非線形光学材料のＳＨＧとしての効率が悪化する。
は、水熱合成法やＴＳＳＧ法（Top Seeded Solution gr
owth）等が知られているが、いずれの場合にも育成によ
って得られるＫＴＰ単結晶には、分極が多分域（マルチ
ドメイン）として存在する。このようなマルチドメイン
の存在は、例えば文献（Appl. Phys. Lett., 51,(198
7), 1322）等にも記載されるように、出力の低下を招
き、非線形光学材料のＳＨＧとしての効率が悪化する。
【０００４】そこで、従来、前述のマルチドメインのあ
る結晶インゴットをバルクあるいは基板に切り出した
後、熱処理を施したり、あるいは熱処理中に電場を印加
する等して、マルチドメインをシングルドメイン化する
試みがなされている。例えば、先の文献には、育成され
たマルチドメイン単結晶から、Ｃ軸（分極軸）に垂直に
板状に切り出し（Ｃ板）、このＣ板の表裏両面にそれぞ
れ電極を形成し、５００℃程度に加熱した状態で電圧を
印加してシングルドメイン化する方法が開示されてい
る。
る結晶インゴットをバルクあるいは基板に切り出した
後、熱処理を施したり、あるいは熱処理中に電場を印加
する等して、マルチドメインをシングルドメイン化する
試みがなされている。例えば、先の文献には、育成され
たマルチドメイン単結晶から、Ｃ軸（分極軸）に垂直に
板状に切り出し（Ｃ板）、このＣ板の表裏両面にそれぞ
れ電極を形成し、５００℃程度に加熱した状態で電圧を
印加してシングルドメイン化する方法が開示されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の方法は、マルチドメインの配列（例えばジグザグ
の分域壁を有する配列）によっては単分域化は難しいこ
と、電極形成等を含め分極（ポーリング）処理のプロセ
スが煩雑であること、分域の境界に生じた欠陥がポーリ
ング後も残存し易いこと等の欠点があり、実際、本発明
者等が熱処理を施したり熱処理中に電場を印加してマル
チドメインのシングルドメイン化を試みたが、場所によ
っては分極反転がされず、十分なシングルドメイン化を
達成することは難しかった。
従来の方法は、マルチドメインの配列（例えばジグザグ
の分域壁を有する配列）によっては単分域化は難しいこ
と、電極形成等を含め分極（ポーリング）処理のプロセ
スが煩雑であること、分域の境界に生じた欠陥がポーリ
ング後も残存し易いこと等の欠点があり、実際、本発明
者等が熱処理を施したり熱処理中に電場を印加してマル
チドメインのシングルドメイン化を試みたが、場所によ
っては分極反転がされず、十分なシングルドメイン化を
達成することは難しかった。
【０００６】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、育成されたＫＴＰ単結晶を十分に
シングルドメイン化することができ、非線形光学材料と
してのＳＨＧの効率が高く高品質な結晶の育成が可能な
ＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製造方法を提供することを目的
とする。
されたものであって、育成されたＫＴＰ単結晶を十分に
シングルドメイン化することができ、非線形光学材料と
してのＳＨＧの効率が高く高品質な結晶の育成が可能な
ＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製造方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、融剤を含み過飽和状態にある融液に種
結晶を接触せしめて徐冷し、ＴＳＳＧ法により種結晶に
結晶を育成させるＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法にお
いて、結晶の育成時、上記融液を介して上記種結晶に電
流を流すことを特長とするものである。
達成するために、融剤を含み過飽和状態にある融液に種
結晶を接触せしめて徐冷し、ＴＳＳＧ法により種結晶に
結晶を育成させるＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法にお
いて、結晶の育成時、上記融液を介して上記種結晶に電
流を流すことを特長とするものである。
【０００８】また、本発明のＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製
造方法においては、種結晶を導電性の保持部材によって
保持してこれを正極とし、融液を導電性の坩堝内に配し
てこれを負極とし、上記融液を介して上記種結晶に直流
電流を流すことを特徴とし、該種結晶に流れる直流電流
密度Ｄが２．５≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）以下である
ことを特徴とするものである。
造方法においては、種結晶を導電性の保持部材によって
保持してこれを正極とし、融液を導電性の坩堝内に配し
てこれを負極とし、上記融液を介して上記種結晶に直流
電流を流すことを特徴とし、該種結晶に流れる直流電流
密度Ｄが２．５≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）以下である
ことを特徴とするものである。
【０００９】さらに本発明のＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製
造方法においては、融液を介して種結晶に流す電流が交
流電流であり、該種結晶に流れる交流電流密度Ａが７．
５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ２）であることを特徴と
し、上記種結晶に流れる交流電流の周波数が０．０１〜
２００Ｈｚであることを特徴とするものである。また、
本発明のＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法においては、
種結晶はＣ軸方位の結晶であることを特徴とするもので
ある。
造方法においては、融液を介して種結晶に流す電流が交
流電流であり、該種結晶に流れる交流電流密度Ａが７．
５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ２）であることを特徴と
し、上記種結晶に流れる交流電流の周波数が０．０１〜
２００Ｈｚであることを特徴とするものである。また、
本発明のＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法においては、
種結晶はＣ軸方位の結晶であることを特徴とするもので
ある。
【００１０】すなわち、本発明においては、先ず、ＴＳ
ＳＧ法と言われる方法を用い、ＫＴＰ単結晶を育成す
る。ＴＳＳＧ法は、原料をフラックス（融剤）に溶解さ
せ、過飽和状態を作って種結晶だけに結晶成長させるも
ので、フラックス法の一種である。このＴＳＳＧ法は、
結晶の大型化が期待でき、種結晶の方位を選ぶことで育
成結晶の成長方位を制御することができるという特徴を
有する。
ＳＧ法と言われる方法を用い、ＫＴＰ単結晶を育成す
る。ＴＳＳＧ法は、原料をフラックス（融剤）に溶解さ
せ、過飽和状態を作って種結晶だけに結晶成長させるも
ので、フラックス法の一種である。このＴＳＳＧ法は、
結晶の大型化が期待でき、種結晶の方位を選ぶことで育
成結晶の成長方位を制御することができるという特徴を
有する。
【００１１】ＫＴＰ単結晶の育成は、通常のＴＳＳＧ法
の手法にしたがって過飽和状態の融液中で徐冷しながら
行えばよいが、本発明においては、この際、直流または
交流電流を融液を介して種結晶に流すものとする。原料
やフラックスは、通常のものがいずれも使用可能であ
り、例えばフラックスとしては３Ｋ2 ＷＯ4 ・Ｐ2 Ｏ5
やＫ6 Ｐ4 Ｏ13、ＷＯ3 ＋Ｋ6 Ｐ4 Ｏ13等が使用され
る。
の手法にしたがって過飽和状態の融液中で徐冷しながら
行えばよいが、本発明においては、この際、直流または
交流電流を融液を介して種結晶に流すものとする。原料
やフラックスは、通常のものがいずれも使用可能であ
り、例えばフラックスとしては３Ｋ2 ＷＯ4 ・Ｐ2 Ｏ5
やＫ6 Ｐ4 Ｏ13、ＷＯ3 ＋Ｋ6 Ｐ4 Ｏ13等が使用され
る。
【００１２】また、このときの種結晶としては、数ｍｍ
角の角棒状、例えば一辺が２ｍｍ、長さが１０〜１５ｍ
ｍ程度の角棒状の種結晶が用いられ、その長手方向にＣ
軸が一致するようなＣ軸結晶が用いられる。
角の角棒状、例えば一辺が２ｍｍ、長さが１０〜１５ｍ
ｍ程度の角棒状の種結晶が用いられ、その長手方向にＣ
軸が一致するようなＣ軸結晶が用いられる。
【００１３】上述のように融液を介して種結晶に電流を
流す場合、例えば直流電流を流す場合においては、種結
晶を導電性の保持部材によって保持してこれを正極と
し、融液を導電性の坩堝内に配してこれを負極として上
記種結晶に直流電流を流し、また、該種結晶に流れる直
流電流密度Ｄが２．５≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）の範
囲となるように直流電流を流すものとする。この時、種
結晶の保持部材側を負極とし、融液が内部に配された坩
堝側を正極とすると、ＫＴＰ単結晶の育成が行われず、
逆に種結晶を溶かしてしまうため、種結晶の保持部材側
を正極、坩堝側を負極とする。また、種結晶に流れる直
流電流密度Ｄが２．５ｍＡ／ｃｍ2 未満であると効果が
不足しシングルドメイン化が難しく、直流電流密度Ｄが
２５ｍＡ／ｃｍ2 よりも大であると育成されるＫＴＰ単
結晶にクラックが発生し易く、ＫＴＰ単結晶を破損する
虞れがある。
流す場合、例えば直流電流を流す場合においては、種結
晶を導電性の保持部材によって保持してこれを正極と
し、融液を導電性の坩堝内に配してこれを負極として上
記種結晶に直流電流を流し、また、該種結晶に流れる直
流電流密度Ｄが２．５≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）の範
囲となるように直流電流を流すものとする。この時、種
結晶の保持部材側を負極とし、融液が内部に配された坩
堝側を正極とすると、ＫＴＰ単結晶の育成が行われず、
逆に種結晶を溶かしてしまうため、種結晶の保持部材側
を正極、坩堝側を負極とする。また、種結晶に流れる直
流電流密度Ｄが２．５ｍＡ／ｃｍ2 未満であると効果が
不足しシングルドメイン化が難しく、直流電流密度Ｄが
２５ｍＡ／ｃｍ2 よりも大であると育成されるＫＴＰ単
結晶にクラックが発生し易く、ＫＴＰ単結晶を破損する
虞れがある。
【００１４】また、融液を介して種結晶に交流電流を流
す場合においては、該種結晶に流れる交流電流密度Ａが
７．５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ2 ）の範囲となるよ
うに交流電流を流し、上記種結晶に流れる交流電流の周
波数が０．０１〜２００Ｈｚ、好ましくは０．１〜２０
Ｈｚとなるようにする。この時、種結晶に流れる交流電
流密度ＡがＡ＜７．５の範囲であると、育成されるＴＰ
単結晶の収率が良好ではなく、６７．５＜Ａであると、
ＫＴＰ単結晶が育成されない。さらに、種結晶に流れる
交流電流の周波数が０．０１Ｈｚ未満，２００Ｈｚより
も大であると、効果が不足しシングルドメイン化が難し
い。
す場合においては、該種結晶に流れる交流電流密度Ａが
７．５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ2 ）の範囲となるよ
うに交流電流を流し、上記種結晶に流れる交流電流の周
波数が０．０１〜２００Ｈｚ、好ましくは０．１〜２０
Ｈｚとなるようにする。この時、種結晶に流れる交流電
流密度ＡがＡ＜７．５の範囲であると、育成されるＴＰ
単結晶の収率が良好ではなく、６７．５＜Ａであると、
ＫＴＰ単結晶が育成されない。さらに、種結晶に流れる
交流電流の周波数が０．０１Ｈｚ未満，２００Ｈｚより
も大であると、効果が不足しシングルドメイン化が難し
い。
【００１５】
【作用】本発明においては、融剤を含み過飽和状態にあ
る融液に種結晶を接触せしめて徐冷し、ＴＳＳＧ法によ
り種結晶に結晶を育成させるＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製
造方法において、結晶の育成時、上記融液を介して上記
種結晶に電流を流すため、溶液中の陽イオンおよび陰イ
オンの動きに差が生じてイオンによる空間電荷が生じ、
育成されるＫＴＰ単結晶のシングルドメイン化が促進さ
れるものと思われる。
る融液に種結晶を接触せしめて徐冷し、ＴＳＳＧ法によ
り種結晶に結晶を育成させるＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製
造方法において、結晶の育成時、上記融液を介して上記
種結晶に電流を流すため、溶液中の陽イオンおよび陰イ
オンの動きに差が生じてイオンによる空間電荷が生じ、
育成されるＫＴＰ単結晶のシングルドメイン化が促進さ
れるものと思われる。
【００１６】また、本発明のＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製
造方法においては、種結晶を導電性の保持部材によって
保持してこれを正極とし、融液を導電性の坩堝内に配し
てこれを負極とし、上記融液を介して上記種結晶に直流
電流を流し、該種結晶に流れる直流電流密度Ｄが２．５
≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）以下であるため、融液中の
イオン原子（クラスターイオンが存在するかもしれない
が）に於いて陰あるいは陽イオンの動きに差が生じ、イ
オンによる空間電荷が生じた状態で結晶の育成が行わ
れ、そのままの状態でキュリー点よりも低い温度に冷却
されるため、得られるＫＴＰ単結晶はシングルドメイン
化されるものと思われる。
造方法においては、種結晶を導電性の保持部材によって
保持してこれを正極とし、融液を導電性の坩堝内に配し
てこれを負極とし、上記融液を介して上記種結晶に直流
電流を流し、該種結晶に流れる直流電流密度Ｄが２．５
≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）以下であるため、融液中の
イオン原子（クラスターイオンが存在するかもしれない
が）に於いて陰あるいは陽イオンの動きに差が生じ、イ
オンによる空間電荷が生じた状態で結晶の育成が行わ
れ、そのままの状態でキュリー点よりも低い温度に冷却
されるため、得られるＫＴＰ単結晶はシングルドメイン
化されるものと思われる。
【００１７】さらに本発明のＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製
造方法においては、融液を介して種結晶に流す電流が交
流電流であり、該種結晶に流れる交流電流密度Ａが７．
５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ2 ）であり、上記種結晶
に流れる交流電流の周波数が、０．０１〜２００Ｈｚで
あるため、ＫＴＰ単結晶育成時に陰あるいは陽イオンの
動きに差が生じ、イオンによる空間電荷が生じるため、
得られるＫＴＰ単結晶はシングルドメイン化され、かつ
効果的に結晶が交互に積層されて結晶が育成されるた
め、ＫＴＰ単結晶の収量が向上されるものと思われる。
造方法においては、融液を介して種結晶に流す電流が交
流電流であり、該種結晶に流れる交流電流密度Ａが７．
５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ2 ）であり、上記種結晶
に流れる交流電流の周波数が、０．０１〜２００Ｈｚで
あるため、ＫＴＰ単結晶育成時に陰あるいは陽イオンの
動きに差が生じ、イオンによる空間電荷が生じるため、
得られるＫＴＰ単結晶はシングルドメイン化され、かつ
効果的に結晶が交互に積層されて結晶が育成されるた
め、ＫＴＰ単結晶の収量が向上されるものと思われる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例に
おいて使用した単結晶育成装置の概略構成は、図１に示
す通りであり、この装置は、融剤を含む原料融液１を収
容する白金坩堝２と、種結晶３を上下する引き上げ機構
４とから構成されてなる。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例に
おいて使用した単結晶育成装置の概略構成は、図１に示
す通りであり、この装置は、融剤を含む原料融液１を収
容する白金坩堝２と、種結晶３を上下する引き上げ機構
４とから構成されてなる。
【００１９】上記引き上げ機構４は、サファイア棒５を
回転および上下動させるもので、このサファイア棒５の
先端には白金棒６を介して種結晶３が取付けられてい
る。なお、前記種結晶３と白金棒６、白金棒６とサファ
イア棒５は、連続する１本の白金線７を巻回することに
よって固定されており、この白金線７が前記種結晶３に
電流を流すための引き出しリード線としての役割を果た
すことになる。
回転および上下動させるもので、このサファイア棒５の
先端には白金棒６を介して種結晶３が取付けられてい
る。なお、前記種結晶３と白金棒６、白金棒６とサファ
イア棒５は、連続する１本の白金線７を巻回することに
よって固定されており、この白金線７が前記種結晶３に
電流を流すための引き出しリード線としての役割を果た
すことになる。
【００２０】前記白金線７は、直流または交流の安定化
電流電源８の一方の端子に接続され（直流の場合はプラ
ス側端子）、またこの安定化電流電源８のもう一方の端
子に接続される白金線９は、前記白金坩堝２の外壁面に
接続されている。したがって、これら安定化電流電源８
から供給される直流または交流電流は、白金棒６と白金
坩堝２を電極として融液１を介して種結晶３の先端に育
成されるＫＴＰ単結晶１０に流されることとなる。
電流電源８の一方の端子に接続され（直流の場合はプラ
ス側端子）、またこの安定化電流電源８のもう一方の端
子に接続される白金線９は、前記白金坩堝２の外壁面に
接続されている。したがって、これら安定化電流電源８
から供給される直流または交流電流は、白金棒６と白金
坩堝２を電極として融液１を介して種結晶３の先端に育
成されるＫＴＰ単結晶１０に流されることとなる。
【００２１】また、内部に融液１を有する白金坩堝２の
周囲には、アルミナボール１２を介してアルミナ炉材１
１が配され、さらにアルミナ炉材１１の周囲にはカンタ
ル線によって形成される加熱ヒーター１４が配されて白
金坩堝２内の融液１の加熱，徐冷が可能なようになされ
ている。すなわち、白金坩堝２の側面に熱電対１３が配
され、融液１の液面の端部の温度の測定が可能なように
なされており、実際に種結晶３の接する融液１液面中央
の温度が融液１の液面の端部の温度よりも２０℃高いこ
とが実測定により示されていることから、融液１の液面
中央の温度が所定の温度となるように熱電対１３によっ
て測定を行いながら加熱ヒーター１４により加熱を行う
ことができ、白金坩堝２の周囲にアルミナボール１２を
介してアルミナ炉材１１が配されていることから白金坩
堝２内の融液１の温度が急激に低下することはなく、融
液１を徐冷することができる。
周囲には、アルミナボール１２を介してアルミナ炉材１
１が配され、さらにアルミナ炉材１１の周囲にはカンタ
ル線によって形成される加熱ヒーター１４が配されて白
金坩堝２内の融液１の加熱，徐冷が可能なようになされ
ている。すなわち、白金坩堝２の側面に熱電対１３が配
され、融液１の液面の端部の温度の測定が可能なように
なされており、実際に種結晶３の接する融液１液面中央
の温度が融液１の液面の端部の温度よりも２０℃高いこ
とが実測定により示されていることから、融液１の液面
中央の温度が所定の温度となるように熱電対１３によっ
て測定を行いながら加熱ヒーター１４により加熱を行う
ことができ、白金坩堝２の周囲にアルミナボール１２を
介してアルミナ炉材１１が配されていることから白金坩
堝２内の融液１の温度が急激に低下することはなく、融
液１を徐冷することができる。
【００２２】実験 １
そこで、上述の単結晶育成装置を用い、育成時に融液を
介して種結晶に直流電流を流した際の電流の大きさと育
成されるＫＴＰ単結晶の収量との関係を調査した。先
ず、融剤（フラックス）Ｋ6 Ｐ4 Ｏ13と出発原料である
ＫＴｉＯＰＯ4 成分をＫＴｉＯＰＯ4 成分が６４．８ｍ
ｏｌ％となるように混合し、白金坩堝２内で加熱溶融
し、融液１を得た。
介して種結晶に直流電流を流した際の電流の大きさと育
成されるＫＴＰ単結晶の収量との関係を調査した。先
ず、融剤（フラックス）Ｋ6 Ｐ4 Ｏ13と出発原料である
ＫＴｉＯＰＯ4 成分をＫＴｉＯＰＯ4 成分が６４．８ｍ
ｏｌ％となるように混合し、白金坩堝２内で加熱溶融
し、融液１を得た。
【００２３】次に、白金坩堝２内の融液１中に引き上げ
機構４の先端に取付けた種結晶３を入れ、ＫＴＰ単結晶
１０を析出、育成した。上記種結晶３は、２ｍｍ角で長
さ１２ｍｍのｃ軸方位の結晶とした。なお、単結晶１０
の析出、育成は、種結晶回転速度を２００ｒｐｍとし、
育成開始時の融液温度を９６３℃として融液１を０．２
４℃／時間の割合で９３５℃まで徐冷し、その後もその
状態を保持し、１４０時間育成を行った。したがって、
ＫＴＰのキュリー点よりも高い温度下でＫＴＰ単結晶の
育成を行った。
機構４の先端に取付けた種結晶３を入れ、ＫＴＰ単結晶
１０を析出、育成した。上記種結晶３は、２ｍｍ角で長
さ１２ｍｍのｃ軸方位の結晶とした。なお、単結晶１０
の析出、育成は、種結晶回転速度を２００ｒｐｍとし、
育成開始時の融液温度を９６３℃として融液１を０．２
４℃／時間の割合で９３５℃まで徐冷し、その後もその
状態を保持し、１４０時間育成を行った。したがって、
ＫＴＰのキュリー点よりも高い温度下でＫＴＰ単結晶の
育成を行った。
【００２４】この時、種結晶３に接続される白金線７を
安定化電流電源８のプラス側端子、白金坩堝２に接続さ
れる白金線９を安定化電流電源８のマイナス側端子に接
続し、該安定化電流電源８より電流の大きさを変化させ
て直流電流を流し、ＫＴＰ単結晶の育成を行い、得られ
るＫＴＰ単結晶の収量を調査した。結果を図２に示す。
図２に示されるように、従来のように種結晶に直流電流
を流さないでＫＴＰ単結晶の育成を行った場合と比較し
て、種結晶に直流電流を流してＫＴＰ単結晶の育成を行
った場合では収量が低下するものの、種結晶に流れる電
流の大きさに応じて得られるＫＴＰ単結晶の収量が増加
する傾向が見られた。比較のために、種結晶３側を負電
極とし、白金坩堝２側を正電極として安定化電流電源８
より電流の大きさを変化させて直流電流を流し、ＫＴＰ
単結晶の育成を行ったところ、ＫＴＰ単結晶は育成され
ず、むしろ種結晶３が溶けるといった現象が見られた。
安定化電流電源８のプラス側端子、白金坩堝２に接続さ
れる白金線９を安定化電流電源８のマイナス側端子に接
続し、該安定化電流電源８より電流の大きさを変化させ
て直流電流を流し、ＫＴＰ単結晶の育成を行い、得られ
るＫＴＰ単結晶の収量を調査した。結果を図２に示す。
図２に示されるように、従来のように種結晶に直流電流
を流さないでＫＴＰ単結晶の育成を行った場合と比較し
て、種結晶に直流電流を流してＫＴＰ単結晶の育成を行
った場合では収量が低下するものの、種結晶に流れる電
流の大きさに応じて得られるＫＴＰ単結晶の収量が増加
する傾向が見られた。比較のために、種結晶３側を負電
極とし、白金坩堝２側を正電極として安定化電流電源８
より電流の大きさを変化させて直流電流を流し、ＫＴＰ
単結晶の育成を行ったところ、ＫＴＰ単結晶は育成され
ず、むしろ種結晶３が溶けるといった現象が見られた。
【００２５】上述のように種結晶３側を正電極とし、白
金坩堝２側を負電極として育成を行ったＫＴＰ単結晶の
うち、育成時に流された電流値が＋０．５ｍＡであるＫ
ＴＰ単結晶のドメインパターンをふっ酸と硝酸の混酸の
エッチング液により観察したところ、シングルドメイン
化されていることが確認された。また、育成時の電流値
が大きいほどＫＴＰ単結晶の収量が増加することも確認
され、本実験例では育成時の電流値を３ｍＡ程度とした
場合に、直流電流を流さないで育成を行った場合と同等
の収量を達成できることも確認されたが、あまり電流値
が大きいとＫＴＰ単結晶中にクラックが生じ易いことも
確認された。本実験例においては、０．１〜１ｍＡの電
流を種結晶に流した場合に良好にシングルドメイン化さ
れたＫＴＰ単結晶を得られることが確認され、本実験例
においては２ｍｍ角の種結晶を使用しているため、２．
５〜２５ｍＡ／ｃｍ2 の直流電流密度で直流電流を流し
た場合に良好にシングルドメイン化されたＫＴＰ単結晶
を得られることが確認された。なお、本実験例において
は、育成時の融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温度よ
りも高い温度としているが、本発明においては育成時の
融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温度よりも低い温度
としても同様に良好にシングルドメイン化されたＫＴＰ
単結晶を得ることが可能である。
金坩堝２側を負電極として育成を行ったＫＴＰ単結晶の
うち、育成時に流された電流値が＋０．５ｍＡであるＫ
ＴＰ単結晶のドメインパターンをふっ酸と硝酸の混酸の
エッチング液により観察したところ、シングルドメイン
化されていることが確認された。また、育成時の電流値
が大きいほどＫＴＰ単結晶の収量が増加することも確認
され、本実験例では育成時の電流値を３ｍＡ程度とした
場合に、直流電流を流さないで育成を行った場合と同等
の収量を達成できることも確認されたが、あまり電流値
が大きいとＫＴＰ単結晶中にクラックが生じ易いことも
確認された。本実験例においては、０．１〜１ｍＡの電
流を種結晶に流した場合に良好にシングルドメイン化さ
れたＫＴＰ単結晶を得られることが確認され、本実験例
においては２ｍｍ角の種結晶を使用しているため、２．
５〜２５ｍＡ／ｃｍ2 の直流電流密度で直流電流を流し
た場合に良好にシングルドメイン化されたＫＴＰ単結晶
を得られることが確認された。なお、本実験例において
は、育成時の融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温度よ
りも高い温度としているが、本発明においては育成時の
融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温度よりも低い温度
としても同様に良好にシングルドメイン化されたＫＴＰ
単結晶を得ることが可能である。
【００２６】実験 ２
次に、上述の単結晶育成装置を用い、育成時に融液を介
して種結晶に交流電流を流した際の電流の大きさと育成
されるＫＴＰ単結晶の収量との関係を調査した。先ず、
実験１と同様に、融剤（フラックス）Ｋ6 Ｐ4 Ｏ13と出
発原料であるＫＴｉＯＰＯ4 成分をＫＴｉＯＰＯ4 成分
が６８．０ｍｏｌ％となるように混合し、白金坩堝２内
で加熱溶融し、融液１を得た。
して種結晶に交流電流を流した際の電流の大きさと育成
されるＫＴＰ単結晶の収量との関係を調査した。先ず、
実験１と同様に、融剤（フラックス）Ｋ6 Ｐ4 Ｏ13と出
発原料であるＫＴｉＯＰＯ4 成分をＫＴｉＯＰＯ4 成分
が６８．０ｍｏｌ％となるように混合し、白金坩堝２内
で加熱溶融し、融液１を得た。
【００２７】次に、実験１と同様に種結晶３の先端部に
ＫＴＰ単結晶１０を析出、育成した。上記種結晶３は、
２ｍｍ角で長さ１２ｍｍのｃ軸方位の結晶とした。な
お、単結晶１０の析出、育成は、種結晶回転速度を２０
０ｒｐｍとし、育成開始時の融液温度を９９８℃として
融液１を０．２４℃／時間の割合で９６６℃まで徐冷
し、その後もその状態を保持し、１４０時間育成を行っ
た。従って、ＫＴＰのキュリー点よりも高い温度下でＫ
ＴＰ単結晶の育成を行った。
ＫＴＰ単結晶１０を析出、育成した。上記種結晶３は、
２ｍｍ角で長さ１２ｍｍのｃ軸方位の結晶とした。な
お、単結晶１０の析出、育成は、種結晶回転速度を２０
０ｒｐｍとし、育成開始時の融液温度を９９８℃として
融液１を０．２４℃／時間の割合で９６６℃まで徐冷
し、その後もその状態を保持し、１４０時間育成を行っ
た。従って、ＫＴＰのキュリー点よりも高い温度下でＫ
ＴＰ単結晶の育成を行った。
【００２８】この時、種結晶３に接続される白金線７と
白金坩堝２に接続される白金線９をを通じて安定化電流
電源８より基本波形が矩形波で周波数０．１Ｈｚの交流
電流を種結晶３に流し、電流の大きさを０〜±３ｍＡま
で変化させてＫＴＰ単結晶の育成を行い、得られるＫＴ
Ｐ単結晶の収量を調査した。結果を図３に示す。（図３
中には電流値を絶対値で示す。）
白金坩堝２に接続される白金線９をを通じて安定化電流
電源８より基本波形が矩形波で周波数０．１Ｈｚの交流
電流を種結晶３に流し、電流の大きさを０〜±３ｍＡま
で変化させてＫＴＰ単結晶の育成を行い、得られるＫＴ
Ｐ単結晶の収量を調査した。結果を図３に示す。（図３
中には電流値を絶対値で示す。）
【００２９】図３を見てわかるように、種結晶に交流電
流を流して育成を行った場合のＫＴＰ単結晶の収量は、
電流値が０〜±１ｍＡの範囲においては、従来のように
種結晶に電流を流さずに育成を行った場合の収量よりも
増加する傾向にあり、電流値が±１．０ｍＡよりも大で
あると収量が減少し、電流値が±３．０ｍＡに達すると
ＫＴＰ単結晶の育成が行われないことがわかった。よっ
て、育成時に種結晶に流される交流電流の電流値が±
０．３〜±２．７の範囲にある場合に収量の良好なＫＴ
Ｐ単結晶が得られることが確認され、本実験例において
は２ｍｍ角の種結晶を使用しているため、７．５〜６
７．５ｍＡ／ｃｍ2 の交流電流密度で交流電流を流した
場合に収量の良好なＫＴＰ単結晶を得られることが確認
された。上記の種結晶に交流電流を流して育成を行った
ＫＴＰ単結晶は実験１において種結晶に直流電流を流し
て育成を行ったＫＴＰ単結晶よりも高い収量を得ること
ができ、かつクラックの発生等も少なく、品質の良好な
ＫＴＰ単結晶を得ることができる。なお、本実験例にお
いては、育成時の融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温
度よりも高い温度としているが、本発明においては育成
時の融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温度よりも低い
温度としても同様に収量の良好なＫＴＰ単結晶を得るこ
とが可能である。
流を流して育成を行った場合のＫＴＰ単結晶の収量は、
電流値が０〜±１ｍＡの範囲においては、従来のように
種結晶に電流を流さずに育成を行った場合の収量よりも
増加する傾向にあり、電流値が±１．０ｍＡよりも大で
あると収量が減少し、電流値が±３．０ｍＡに達すると
ＫＴＰ単結晶の育成が行われないことがわかった。よっ
て、育成時に種結晶に流される交流電流の電流値が±
０．３〜±２．７の範囲にある場合に収量の良好なＫＴ
Ｐ単結晶が得られることが確認され、本実験例において
は２ｍｍ角の種結晶を使用しているため、７．５〜６
７．５ｍＡ／ｃｍ2 の交流電流密度で交流電流を流した
場合に収量の良好なＫＴＰ単結晶を得られることが確認
された。上記の種結晶に交流電流を流して育成を行った
ＫＴＰ単結晶は実験１において種結晶に直流電流を流し
て育成を行ったＫＴＰ単結晶よりも高い収量を得ること
ができ、かつクラックの発生等も少なく、品質の良好な
ＫＴＰ単結晶を得ることができる。なお、本実験例にお
いては、育成時の融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温
度よりも高い温度としているが、本発明においては育成
時の融液温度をＫＴＰ単結晶のキュリー温度よりも低い
温度としても同様に収量の良好なＫＴＰ単結晶を得るこ
とが可能である。
【００３０】実験 ３
次に、上述の単結晶育成装置を用いて、育成時に融液を
介して種結晶に交流電流を流した際の交流電流の周波数
と育成されるＫＴＰ単結晶の収量との関係を調査した。
実験２と同様に融液１の調整を行い、これに種結晶３を
入れ、実験２と同様の育成条件下でＫＴＰ単結晶の育成
を行った。この時、本実験例においては、安定化電流電
源８から種結晶３に流される基本波形が矩形波である交
流電流の電流値を±１．０ｍＡに固定し、その周波数を
０．００５〜５００Ｈｚまで変化させてＫＴＰ単結晶の
育成を行い、その収量を調査した。結果を図４に示す。
介して種結晶に交流電流を流した際の交流電流の周波数
と育成されるＫＴＰ単結晶の収量との関係を調査した。
実験２と同様に融液１の調整を行い、これに種結晶３を
入れ、実験２と同様の育成条件下でＫＴＰ単結晶の育成
を行った。この時、本実験例においては、安定化電流電
源８から種結晶３に流される基本波形が矩形波である交
流電流の電流値を±１．０ｍＡに固定し、その周波数を
０．００５〜５００Ｈｚまで変化させてＫＴＰ単結晶の
育成を行い、その収量を調査した。結果を図４に示す。
【００３１】図４の結果を見てわかるように、周波数１
Ｈｚ近辺で最大収量を得、それより高い周波数あるいは
低い周波数では収量が低下する傾向が見られ、周波数が
０．００５〜５００Ｈｚ（図４中には２００Ｈｚまで示
す。）の範囲にあるとき、ＫＴＰ単結晶の育成が行われ
ることが確認された。
Ｈｚ近辺で最大収量を得、それより高い周波数あるいは
低い周波数では収量が低下する傾向が見られ、周波数が
０．００５〜５００Ｈｚ（図４中には２００Ｈｚまで示
す。）の範囲にあるとき、ＫＴＰ単結晶の育成が行われ
ることが確認された。
【００３２】そこで、ＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に流
す交流電流の周波数を２００，１００，０．１，０．０
１Ｈｚとして育成したＫＴＰ単結晶のドメインパターン
をふっ酸と硝酸の混酸のエッチング液で観察したとこ
ろ、種結晶付近では多少の多分域が見られたが、それよ
り下の部分である結晶のテイル部分はシングルドメイン
化されていることが確認された。よって、ＫＴＰ単結晶
育成時に種結晶に交流電流を流す際にその周波数を０．
０１〜２００Ｈｚとした場合において、良好にシングル
ドメイン化されたＫＴＰ単結晶を得ることができること
が確認された。また、種結晶に流す交流電流の周波数を
０．１〜２０Ｈｚとした場合においては、収量も多く、
好ましい。
す交流電流の周波数を２００，１００，０．１，０．０
１Ｈｚとして育成したＫＴＰ単結晶のドメインパターン
をふっ酸と硝酸の混酸のエッチング液で観察したとこ
ろ、種結晶付近では多少の多分域が見られたが、それよ
り下の部分である結晶のテイル部分はシングルドメイン
化されていることが確認された。よって、ＫＴＰ単結晶
育成時に種結晶に交流電流を流す際にその周波数を０．
０１〜２００Ｈｚとした場合において、良好にシングル
ドメイン化されたＫＴＰ単結晶を得ることができること
が確認された。また、種結晶に流す交流電流の周波数を
０．１〜２０Ｈｚとした場合においては、収量も多く、
好ましい。
【００３３】本実験例においては、ＫＴＰ単結晶育成時
に種結晶に流す交流電流として基本波形が矩形波である
交流電流を用いたが、基本波形が正弦波である交流電流
を用いても同様にシングルドメイン化されたＫＴＰ単結
晶を得ることができた。
に種結晶に流す交流電流として基本波形が矩形波である
交流電流を用いたが、基本波形が正弦波である交流電流
を用いても同様にシングルドメイン化されたＫＴＰ単結
晶を得ることができた。
【００３４】実験 ４
次に、上述の単結晶育成装置を用いて、育成時に融液を
介して種結晶に交流電流と直流バイアス電流を流した際
にバイアス電流がＫＴＰ単結晶の収量に及ぼす影響を調
査した。実験２と同様に融液１の調整を行い、これに種
結晶３を入れ、実験２と同様の育成条件下でＫＴＰ単結
晶の育成を行った。この時、本実験例においては、安定
化電流電源８から交流電流とバイアス電流を種結晶３に
流し、電流値を−０．６〜０．６ｍＡまで変化させてＫ
ＴＰ単結晶の育成を行い、その収量を調査した。上記交
流電流は、基本波形が矩形波であり周波数が０．１Ｈ
ｚ、電流値が±１．０ｍＡの電流とし、上記バイアス電
流は、その極性を種結晶３側を正極とし、白金坩堝２側
を負極として正のバイアス電流を流し、種結晶３側を負
極とし、白金坩堝２側を正極として負のバイアス電流を
流した。結果を図５に示す。図５を見てわかるように、
バイアス電流が負の時は、種結晶３側を負極として白金
坩堝２側を正極として直流電流を種結晶に流した場合と
同様にＫＴＰ単結晶の育成が見られなかった。一方、バ
イアス電流がゼロまたは正の時には、種結晶３側を正極
として白金坩堝２側を負極として直流電流を種結晶に流
した場合と同様にＫＴＰ単結晶の育成が見られた。
介して種結晶に交流電流と直流バイアス電流を流した際
にバイアス電流がＫＴＰ単結晶の収量に及ぼす影響を調
査した。実験２と同様に融液１の調整を行い、これに種
結晶３を入れ、実験２と同様の育成条件下でＫＴＰ単結
晶の育成を行った。この時、本実験例においては、安定
化電流電源８から交流電流とバイアス電流を種結晶３に
流し、電流値を−０．６〜０．６ｍＡまで変化させてＫ
ＴＰ単結晶の育成を行い、その収量を調査した。上記交
流電流は、基本波形が矩形波であり周波数が０．１Ｈ
ｚ、電流値が±１．０ｍＡの電流とし、上記バイアス電
流は、その極性を種結晶３側を正極とし、白金坩堝２側
を負極として正のバイアス電流を流し、種結晶３側を負
極とし、白金坩堝２側を正極として負のバイアス電流を
流した。結果を図５に示す。図５を見てわかるように、
バイアス電流が負の時は、種結晶３側を負極として白金
坩堝２側を正極として直流電流を種結晶に流した場合と
同様にＫＴＰ単結晶の育成が見られなかった。一方、バ
イアス電流がゼロまたは正の時には、種結晶３側を正極
として白金坩堝２側を負極として直流電流を種結晶に流
した場合と同様にＫＴＰ単結晶の育成が見られた。
【００３５】実験 ５
次に、上述の単結晶育成装置を用いて、育成時に融液を
介して種結晶に交流電流を流した際の交流電流の波形の
変化を調査した。実験２と同様に融液１の調整を行い、
これに種結晶３を入れ、実験２と同様の育成条件下でＫ
ＴＰ単結晶の育成を行った。この時、本実験例において
は、安定化電流電源８から周波数１００Ｈｚで電流値が
±１．０ｍＡである交流電流を流し、ＫＴＰ単結晶の育
成を行い、種結晶３と白金坩堝２間の電圧波形を調査し
た。図６Ａに育成開始時の電圧波形、図６Ｂに育成開始
１７時間後の電圧波形を示す。
介して種結晶に交流電流を流した際の交流電流の波形の
変化を調査した。実験２と同様に融液１の調整を行い、
これに種結晶３を入れ、実験２と同様の育成条件下でＫ
ＴＰ単結晶の育成を行った。この時、本実験例において
は、安定化電流電源８から周波数１００Ｈｚで電流値が
±１．０ｍＡである交流電流を流し、ＫＴＰ単結晶の育
成を行い、種結晶３と白金坩堝２間の電圧波形を調査し
た。図６Ａに育成開始時の電圧波形、図６Ｂに育成開始
１７時間後の電圧波形を示す。
【００３６】図６Ａに示されるように、育成開始時の電
圧波形は略対称的であるが、図６Ｂに示される育成開始
１７時間後の電圧波形は非対称的になっていることがわ
かる。さらに、図７にＫＴＰ単結晶育成時間に伴う正負
電圧それぞれのピーク値の変化を示すが（図７中の○は
正の電圧、□は負の電圧のピーク値を示す。）、図７の
結果からも単結晶育成に伴って電圧波形が非対称的に変
化していることがわかる。
圧波形は略対称的であるが、図６Ｂに示される育成開始
１７時間後の電圧波形は非対称的になっていることがわ
かる。さらに、図７にＫＴＰ単結晶育成時間に伴う正負
電圧それぞれのピーク値の変化を示すが（図７中の○は
正の電圧、□は負の電圧のピーク値を示す。）、図７の
結果からも単結晶育成に伴って電圧波形が非対称的に変
化していることがわかる。
【００３７】本実験例においては、ＫＴＰ単結晶育成温
度をＫＴＰ単結晶のキュリー点よりも高い温度としてお
り、上述のように電圧波形が非対称的な波形を示すとい
うことは、イオンによる空間電荷が生じていることが推
察され、この空間電荷が育成されるＫＴＰ単結晶のシン
グルドメイン化に影響を及ぼしているものと思われる。
度をＫＴＰ単結晶のキュリー点よりも高い温度としてお
り、上述のように電圧波形が非対称的な波形を示すとい
うことは、イオンによる空間電荷が生じていることが推
察され、この空間電荷が育成されるＫＴＰ単結晶のシン
グルドメイン化に影響を及ぼしているものと思われる。
【００３８】例えば、実験１のようにＫＴＰ単結晶育成
時に種結晶に直流電流を流す場合において、得られるＫ
ＴＰ単結晶がシングルドメイン化されているのは、融液
中のイオン原子（クラスターイオンが存在するかもしれ
ないが）に於いて陰あるいは陽イオンの動きに差が生
じ、イオンによる空間電荷が生じた状態で結晶の育成が
行われ、そのままの状態でキュリー点よりも低い温度に
冷却されるため、得られるＫＴＰ単結晶はシングルドメ
イン化されるものと思われる。
時に種結晶に直流電流を流す場合において、得られるＫ
ＴＰ単結晶がシングルドメイン化されているのは、融液
中のイオン原子（クラスターイオンが存在するかもしれ
ないが）に於いて陰あるいは陽イオンの動きに差が生
じ、イオンによる空間電荷が生じた状態で結晶の育成が
行われ、そのままの状態でキュリー点よりも低い温度に
冷却されるため、得られるＫＴＰ単結晶はシングルドメ
イン化されるものと思われる。
【００３９】また、実験３のようにＫＴＰ単結晶育成時
に種結晶に交流電流を流す場合において、得られるＫＴ
Ｐ単結晶がシングルドメイン化されているのは、ＫＴＰ
単結晶育成時に陰あるいは陽イオンの動きに差が生じ、
上記の直流電流を流した場合と同様にイオンによる空間
電荷が生じているためと思われる。さらに、実験２のよ
うにＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に交流電流を流す場合
において、交流電流の電流値をある範囲にすると、従来
のように種結晶に電流を流さないでＫＴＰ単結晶の育成
を行った場合よりもＫＴＰ単結晶の収量が増加すること
も、種結晶に交流電流を流すことにより融液中の陽ある
いは陰イオンの動きに差が生じるものの、効果的に結晶
が交互に積層されて結晶が育成されるためと思われる。
に種結晶に交流電流を流す場合において、得られるＫＴ
Ｐ単結晶がシングルドメイン化されているのは、ＫＴＰ
単結晶育成時に陰あるいは陽イオンの動きに差が生じ、
上記の直流電流を流した場合と同様にイオンによる空間
電荷が生じているためと思われる。さらに、実験２のよ
うにＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に交流電流を流す場合
において、交流電流の電流値をある範囲にすると、従来
のように種結晶に電流を流さないでＫＴＰ単結晶の育成
を行った場合よりもＫＴＰ単結晶の収量が増加すること
も、種結晶に交流電流を流すことにより融液中の陽ある
いは陰イオンの動きに差が生じるものの、効果的に結晶
が交互に積層されて結晶が育成されるためと思われる。
【００４０】以上、本発明を適用した具体的な実施例に
ついて実験結果をもとに説明してきたが、本発明がこの
実施例に限定されるものではなく、原料組成や融剤の種
類、育成条件等は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜
変更可能であることは言うまでもない。
ついて実験結果をもとに説明してきたが、本発明がこの
実施例に限定されるものではなく、原料組成や融剤の種
類、育成条件等は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜
変更可能であることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、融剤を含み過飽和状態にある融液に種結
晶を接触せしめて徐冷し、ＴＳＳＧ法により種結晶に結
晶を育成させるＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法におい
て、結晶の育成時、上記融液を介して上記種結晶に電流
を流すため、育成されるＫＴＰ単結晶のシングルドメイ
ン化が促進され、良好にシングルドメイン化されたＫＴ
Ｐ単結晶を得ることができる。
明においては、融剤を含み過飽和状態にある融液に種結
晶を接触せしめて徐冷し、ＴＳＳＧ法により種結晶に結
晶を育成させるＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法におい
て、結晶の育成時、上記融液を介して上記種結晶に電流
を流すため、育成されるＫＴＰ単結晶のシングルドメイ
ン化が促進され、良好にシングルドメイン化されたＫＴ
Ｐ単結晶を得ることができる。
【００４２】また、本発明のＫＴｉＯＰＯ4 単結晶の製
造方法においては、種結晶を導電性の保持部材によって
保持してこれを正極とし、融液を導電性の坩堝内に配し
てこれを負極とし、上記融液を介して上記種結晶に直流
電流を流し、該種結晶に流れる直流電流密度Ｄが２．５
≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）以下であるため、育成され
るＫＴＰ単結晶のシングルドメイン化が促進され、良好
にシングルドメイン化されたＫＴＰ単結晶を得ることが
でき、収量の良好なＫＴＰ単結晶を得ることができる。
造方法においては、種結晶を導電性の保持部材によって
保持してこれを正極とし、融液を導電性の坩堝内に配し
てこれを負極とし、上記融液を介して上記種結晶に直流
電流を流し、該種結晶に流れる直流電流密度Ｄが２．５
≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ2 ）以下であるため、育成され
るＫＴＰ単結晶のシングルドメイン化が促進され、良好
にシングルドメイン化されたＫＴＰ単結晶を得ることが
でき、収量の良好なＫＴＰ単結晶を得ることができる。
【００４３】さらに本発明のＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製
造方法においては、融液を介して種結晶に流す電流が交
流電流であり、種結晶に流れる交流電流密度Ａが、７．
５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ２）であり、種結晶に流
れる交流電源の周波数が、０．０１〜２００Ｈｚである
ため、育成されるＫＴＰ単結晶のシングルドメイン化が
促進され、収量が良好で良好にシングルドメイン化され
たＫＴＰ単結晶を得ることができる。また、本発明のＫ
ＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法においては、種結晶はＣ
軸方位の結晶であるため、育成されるＫＴＰ単結晶のシ
ングルドメイン化が促進され、良好にシングルドメイン
化されたＫＴＰ単結晶を得ることができる。
造方法においては、融液を介して種結晶に流す電流が交
流電流であり、種結晶に流れる交流電流密度Ａが、７．
５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ２）であり、種結晶に流
れる交流電源の周波数が、０．０１〜２００Ｈｚである
ため、育成されるＫＴＰ単結晶のシングルドメイン化が
促進され、収量が良好で良好にシングルドメイン化され
たＫＴＰ単結晶を得ることができる。また、本発明のＫ
ＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法においては、種結晶はＣ
軸方位の結晶であるため、育成されるＫＴＰ単結晶のシ
ングルドメイン化が促進され、良好にシングルドメイン
化されたＫＴＰ単結晶を得ることができる。
【００４４】したがって、本発明によれば、品質の高い
非線形光学材料を提供することが可能であり、その効果
は非常に大きい。
非線形光学材料を提供することが可能であり、その効果
は非常に大きい。
【図１】本発明を実施する際に用いられる単結晶育成装
置の一構成例を示す模式図である。
置の一構成例を示す模式図である。
【図２】ＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に流れる直流電流
の電流の大きさと得られるＫＴＰ単結晶の収量の関係を
示す図である。
の電流の大きさと得られるＫＴＰ単結晶の収量の関係を
示す図である。
【図３】ＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に流れる交流電流
の電流の大きさと得られるＫＴＰ単結晶の収量の関係を
示す図である。
の電流の大きさと得られるＫＴＰ単結晶の収量の関係を
示す図である。
【図４】ＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に流れる交流電流
の周波数と得られるＫＴＰ単結晶の収量の関係を示す図
である。
の周波数と得られるＫＴＰ単結晶の収量の関係を示す図
である。
【図５】ＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に流れるバイアス
電流とＫＴＰ単結晶の収量の関係を示す図である。
電流とＫＴＰ単結晶の収量の関係を示す図である。
【図６】ＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に交流電流を流し
た場合の種結晶と白金坩堝間の電圧波形を示す図であ
る。
た場合の種結晶と白金坩堝間の電圧波形を示す図であ
る。
【図７】ＫＴＰ単結晶育成時に種結晶に交流電流を流し
た場合の種結晶と白金坩堝間の電圧のピーク値の変化を
示す図である。
た場合の種結晶と白金坩堝間の電圧のピーク値の変化を
示す図である。
１・・・融液
２・・・白金坩堝
３・・・種結晶
６・・・白金角棒
７，９・白金線
８・・・安定化電流電源
１０・・・ＫＴＰ単結晶
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(72)発明者 阿蘇 興一
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ
ニー株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−124084（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−149597（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−37194（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−145398（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−97475（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−275599（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−292498（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−97585（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−186299（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 1/00 - 35/00
G02F 1/35
ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (6)
- 【請求項１】 融剤を含み過飽和状態にある融液に種結
晶を接触せしめて徐冷し、ＴＳＳＧ法により種結晶に結
晶を育成させるＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法におい
て、 結晶の育成時、上記融液を介して上記種結晶に電流を流
すことを特徴とするＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法。 - 【請求項２】 上記種結晶を導電性の保持部材によって
保持してこれを正極とし、上記融液を誘電性の坩堝内に
配してこれを負極とし、上記融液を介して上記種結晶に
直流電流を流すことを特徴とする請求項１記載のＫＴｉ
ＯＰＯ４単結晶の製造方法。 - 【請求項３】 上記種結晶に流れる直流電流密度Ｄが
２．５≦Ｄ≦２５（ｍＡ／ｃｍ２）であることを特徴と
する請求項２記載のＫＴｉＯＰＯ４の単結晶の製造方
法。 - 【請求項４】 上記融液を介して上記種結晶に流す電流
が交流電流であり、上記種結晶に流れる交流電流密度Ａ
が、７．５≦Ａ≦６７．５（ｍＡ／ｃｍ２）であること
を特徴とする請求項１記載のＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製
造方法。 - 【請求項５】 上記種結晶に流れる交流電源の周波数
が、０．０１〜２００Ｈｚであることを特徴とする請求
項４記載のＫＴｉＯＰＯ４単結晶の製造方法。 - 【請求項６】 上記種結晶はＣ軸方位の結晶であること
を特徴とする請求項１記載のＫＴｉＯＰＯ ４ 単結晶の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28521292A JP3416964B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | ＫＴｉＯＰＯ４ 単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28521292A JP3416964B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | ＫＴｉＯＰＯ４ 単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116091A JPH06116091A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3416964B2 true JP3416964B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=17688560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28521292A Expired - Fee Related JP3416964B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | ＫＴｉＯＰＯ４ 単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416964B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4941088B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2012-05-30 | 住友金属工業株式会社 | 単結晶の製造方法および製造装置 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP28521292A patent/JP3416964B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06116091A (ja) | 1994-04-26 |
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