JP3561238B2 - 強誘電体単結晶およびその製造方法 - Google Patents
強誘電体単結晶およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3561238B2 JP3561238B2 JP2001104893A JP2001104893A JP3561238B2 JP 3561238 B2 JP3561238 B2 JP 3561238B2 JP 2001104893 A JP2001104893 A JP 2001104893A JP 2001104893 A JP2001104893 A JP 2001104893A JP 3561238 B2 JP3561238 B2 JP 3561238B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- platinum
- niobate
- metal selected
- group
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical group [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N lead zinc Chemical compound [Zn].[Pb] JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- ZBSCCQXBYNSKPV-UHFFFAOYSA-N oxolead;oxomagnesium;2,4,5-trioxa-1$l^{5},3$l^{5}-diniobabicyclo[1.1.1]pentane 1,3-dioxide Chemical compound [Mg]=O.[Pb]=O.[Pb]=O.[Pb]=O.O1[Nb]2(=O)O[Nb]1(=O)O2 ZBSCCQXBYNSKPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- QNDQILQPPKQROV-UHFFFAOYSA-N dizinc Chemical compound [Zn]=[Zn] QNDQILQPPKQROV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 1
- 229940043397 deconex Drugs 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/14—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of germanium, tin or lead
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/62—Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead
- B01J23/622—Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead with germanium, tin or lead
- B01J23/628—Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead with germanium, tin or lead with lead
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/648—Vanadium, niobium or tantalum or polonium
- B01J23/6484—Niobium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8966—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with germanium, tin or lead
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/898—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with vanadium, tantalum, niobium or polonium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
- C01B13/0203—Preparation of oxygen from inorganic compounds
- C01B13/0207—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/003—Titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G55/00—Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
- C01G55/002—Compounds containing, besides ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
- C30B29/30—Niobates; Vanadates; Tantalates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
- C30B29/32—Titanates; Germanates; Molybdates; Tungstates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B9/00—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、卓越した強誘電体特性、圧電体特性、電気機械的特性、電気光学的特性を有する、商業的に容易に電子デバイスとして使用できる直径５ｃｍ以上の強誘電体セラミック単結晶およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単結晶とは、一般のセラミック成分が粉末として存在するため粒子の境界を有し無秩序な状態として存在するに比べて、粒子境界がない一つの規則的な配列を有する均質な状態をいう。そして、単結晶は、このような規則的な物理的状態に基づいて一般のセラミックスとは全く違う物理的、電気電子的、光学的、電気光学的特性を提供するため、無線通信用表面弾性波（ＳＡＷ）素子、光通信用光変調器、医療用、軍事用超音波探触子など多くの先端デバイスの製造に用いられる。
【０００３】
このような単結晶のうち、知能性緩和型強誘電体特性を有している単結晶は、知能性を有しているためセンサーとして使用することができ、単結晶が占める空間において最も密接している原子および分子の秩序整然とした配列のため微細加工が可能であり、粒径が存在していないため、高い圧電性、電気機械的、電気光学的特性などを示す。本願において、緩和型という用語は、大部分の電気部品や素子、材料、機器などが有している深刻な問題である、物理的特性値の温度依存性を緩和するのに優れたものをいう。
【０００４】
このような優れた特性に基づいて緩和型知能性強誘電体単結晶は、結晶に応力を加えたとき電圧が発生するか、反対に電圧を加えたとき歪みが発生する圧電性を用いて、超音波発生素子、アクチュエータ、マイクロホン、有線・無線通信用表面弾性波（ＳＡＷ）素子などに使用することができる。また、優れた電気光学的特性を有するため、光通信用機能性素子である光変調器、光スイッチなどに有用な素材である。
【０００５】
しかし、前記のように優れた特性を有し、多くの先端デバイスへの応用が期待される単結晶素材であっても、商業的価値を有する直径５ｃｍ（２インチ）以上の結晶は、製造が非常に難しいため、いままで商用化されていないのが実情である。これに関するこれまでの研究報告は次の通りである。
【０００６】
ロシアの科学者スモレンスキ（Ｇ． Ａ． Ｓｍｏｌｅｎｓｋｉｉ）とアグラノブスカヤ（Ａ． Ｉ． Ａｇｒａｎｏｖｓｋａｙａ）は、新しい緩和型強誘電体セラミックス組成の一つであるマグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、以下ＰＭＮという］に関して初めて報告した［文献Ｓｏｖ． Ｐｈｙｓ． Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ ｖｏｌ．１， １４２９（１９５９）参照］。以後、ボナー（Ｗ． Ａ． Ｂｏｎｎｅｒ）とウイタート（Ｌ． Ｇ． Ｖａｎ Ｕｉｔｅｒｔ）は、カイロポーロス（Ｋｙｒｏｐｏｕｌｏｓ）法を用いて数ｍｍから２ｃｍ以下の大きさのＰＭＮ単結晶を成長させたことを報告している［文献Ｍａｔｅｒ． Ｒｅｓ． Ｂｕｌｌ． Ｖｏｌ． ２， １３１（１９６７）参照］。また、セター（Ｎ． Ｓｅｔｔｅｒ）とクロース（Ｌ． Ｅ． Ｃｒｏｓｓ）は、フラックス方法を用いて直径１ｃｍのＰＭＮ単結晶を成長させたことを報告している［文献Ｊ． Ｃｒｙｓｔ． Ｇｒｏｗｔｈ， Ｖｏｌ． ５０， ｐ５５５（１９８０）参照］。さらに、ノムラ（Ｓ． Ｎｏｍｕｒａ）とウチノ（Ｋ． Ｕｃｈｉｎｏ）は、この物質が有する種々の特性とそのＰＴ化合物であるＰＭＮ−ＰＴ単結晶（０．６７Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３・０．３３ＰｂＴｉＯ３）に関する特性を報告している［文献Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ Ｖｏｌ．５０， ｐ１０７−２０３（１９８３）参照］。この報告によれば、これらの物質の単結晶は、圧電特性、電気機械的特性、強誘電性、超伝性などに優れた特性を有すると記載されている。
【０００７】
その後、近年イ・サングらは、初めてブリッジマン方法を用いて１ｃｍ級のＰＭＮ単結晶を成長させるのに成功し、その優れた物理的特性を報告した［文献Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔｓ． Ｖｏｌ． ７４， Ｎｏ．７， １０３０（１９９９）参照］。また、中国の科学者ルオ（Ｌｕｏ）らは、補完されたブリッジマン方法を用いて直径２．５ｃｍのＰＭＮ−ＰＴ単結晶を成長させ、その物性を発表した［１９９９ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ−１００９］。
【０００８】
しかし、前記従来のＰＭＮ−ＰＴ組成とその組成を用いた単結晶の製造方法では、研究用や試験用としてしか使用できない直径２．５ｃｍ以下の単結晶の製造が報告されているだけである。このような大きさでは現在のデバイス製造工程用として使用可能な最小限のウエハの大きさである直径５ｃｍにならないため、前記単結晶素材を用いたデバイスの開発はされていないのが実情である。これまで報告された単結晶製造法のうち最も再現性に優れた方法であるフラックス成長方法では、商業的大量生産には使用できない不均一な大きさの単結晶が得られるだけであるという短所があった。
【０００９】
過去４０年間、緩和型強誘電体単結晶に対する研究が引続けて行われたにも拘わらず、商業化デバイスへの適用が不可能であった最大の理由は、鉛成分を大量含有している前記強誘電体物質の特性上、既存の一般的な単結晶成長法によっては直径５ｃｍ以上の大きな結晶を安定的に生産できなかったからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、先端無線通信、超音波探触子、光通信用超高速変調器などのデバイスの製造に適合する新たな組成の知能性緩和型強誘電体単結晶を、商業化可能な５ｃｍ以上の結晶直径に製造する方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様によれば、下記一般式（Ｉ）の組成を有する強誘電体単結晶が提供される：
ｘ［Ａ］ｙ［Ｂ］ｚ［Ｃ］−ｐ［Ｐ］ｎ［Ｎ］ （Ｉ）
（式中、
Ａはマグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］または亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］であり、
Ｂはチタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］であり、
Ｃはタンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］またはニオブ酸リチウム［ＬｉＮｂＯ３］であり、
Ｐは白金、金、銀、パラジウムおよびロジウムからなる群から選ばれる金属であり、
Ｎはニッケル、コバルト、鉄、ストロンチウム、スカンジウム、ルテニウム、銅およびカドミウムからなる群から選ばれる金属の酸化物であり、
ｘは０．６５より大きく、０．９８より小さい数であり、
ｙは０．０１より大きく、０．３４より小さい数であり、
ｚは０．０１より大きく、０．１より小さい数であり、
ｐおよびｎは各々０．０１より大きく、５より小さい数である）。
【００１２】
また、本発明の一実施態様によれば、（１）（ａ）マグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］および亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］のいずれか一成分、（ｂ）チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］および（ｃ）タンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］を各々０．６５〜０．９８、０．０１〜０．３４および０．０１〜０．１の範囲の相対モル量で混合し、
（２）前記混合物に、前記成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の総量を基準として（ｄ）白金、金、銀、パラジウムおよびロジウムからなる群から選ばれる金属および（ｅ）ニッケル、コバルト、鉄、ストロンチウム、スカンジウム、ルテニウム、銅およびカドミウムからなる群から選ばれる金属の酸化物を各々０．０５〜５重量％の量で加え、
（３）生成混合物を、有機溶媒を分散媒質として粉砕混合し、乾燥および焼成した後粉末に粉砕し、
（４）得られた粉末を高温高圧の下で溶融した後、徐冷して結晶化することを含む強誘電体単結晶の製造方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１４】
本発明に係る強誘電体単結晶は、構成成分の固相反応（第１段階反応）と溶融結晶化反応（第２段階反応）を通じて製造される、均質な化合物組成を有する新たな物質である。本発明の単結晶は、これまで報告された単結晶より高い電気機械結合係数と圧電性を示し、透光度が６０％以上であり、電気光学係数が高いため、超音波発生デバイス、無線通信用ＳＡＷ素子、光通信用機能性素子である光変調器に有用に使用できる。
【００１５】
本発明に示す組成の単結晶製造過程を具体的にみると、まず、反応原料として、マグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］および亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］のいずれか一成分と、チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］と、タンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］またはニオブ酸リチウム［ＬｉＮｂＯ３］を各々０．６５〜０．９８、０．０１〜０．３４および０．０１〜０．１の範囲の相対モル量で混合する。
【００１６】
生成混合物に、前記三つの成分の総量を基準として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）からなる群から選ばれる金属およびニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銅（Ｃｕ）およびカドミウム（Ｐｄ）からなる群から選ばれる金属の酸化物を０．０５〜５重量％の量で加える。
【００１７】
次いで、生成混合物を、有機溶媒を分散媒質として粉砕混合した後、乾燥および焼成する。有機溶媒としては、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのような溶媒を使用することができる。乾燥は、通常の方法に従って、すなわち、乾燥機を用いて、たとえば、１５０〜２００℃範囲の温度で行うことができ、焼成はたとえば、８５０〜１０００℃の温度範囲で１時間〜１０時間行うことができる。
【００１８】
このようにして得られた物質は、新たな組成のセラミック粉末であるが、実際には原子および分子水準または化合物が有する固有な格子特性のような物理化学的特性は依然として非常に不均一な状態である。したがって、このような不均一な化合物の状態を組成および物理化学的に均質な化合物にするために引続いて第２段階に溶融結晶化工程を行う。
【００１９】
溶融結晶化段階においては、第１段階の固相反応を経たセラミック粉末を直径５ｃｍ以上の白金坩堝または白金ロジウム合金坩堝またはイリジウム坩堝で密閉状態にして、高温高圧で溶融した後、徐冷して結晶化する。溶融は、１，３００〜１，５００℃の範囲の高温と２０ｐｓｉ〜２００ｐｓｉの高圧で完全に溶解することによって行い、徐冷は８０〜１００時間にわたって徐々に室温に冷却することによって行う。この段階によって、原子や分子水準および物質の格子構造までも均質になるため、第１段階後のセラミック粉末とは物理化学的に全く違う特性を示す均質な組成の化合物が得られる。また、坩堝の直径を自在に大きくすることができるため、大きな直径の円柱状に製作することもできる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳細に説明する。ただし、下記実施例は本発明を例示するためのみのものであり、本発明の範囲を制限しない。
【００２１】
実施例１：強誘電体単結晶の製造
下記表１に示す反応原料を計量して混合した後、０．５”ジルコニアボールミルでエタノールを分散媒質として粉砕混合した。次いで、生成混合物を１５０℃の温度に制御した電気炉で乾燥し、蓋のあるアルミナ坩堝で９２０℃の温度で６時間焼成した。焼成した物質をさらにボールミルで均一に粉砕した。
【００２２】
前記セラミック粉末を白金坩堝に入れ、封止した後、高温結晶成長炉（１，５００℃、１００ｐｓｉ）で２０時間静置して完全に溶融した後、１２０時間にわたって徐々に２０℃に冷却して透明で均質な組成の単結晶を得た。
【００２３】
【表１】
試験例１：誘電性、電気機械的特性および圧電性試験
前記実施例１で得られた単結晶の超音波診断器用探触子製造のための特性を測定するために、前記単結晶の両面を０．５ｍｍ厚さに研磨し、超音波洗浄器で洗浄した後、両面にＤＣマグネトロンスパッター（Ｍｏｄｅｌ ＫＶＳＣ Ｔ５０５０、韓国真空科学（Ｋｏｒｅａ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ））により１５ｘ１５ｍｍのクロム電極を形成した。
【００２４】
ＨＰ ４１９２Ａ ＬＦインピーダンス分析器（米国ヒューレットパッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ Ｃｏ．）製品）を用いて１ｋＨｚ ０．５Ｖｒｍｓで測定したキャパシタンスと損失（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）を用いて、前記単結晶の誘電常数と誘電損失を計算した。
【００２５】
また、圧電特性として、前記単結晶に３ｋＶ／ｃｍの電界を１２０℃で３０分間印加して分極処理した後、共振、半共振法を用いて分極方向振動モードの電気機械結合係数（ｋ３３）と圧電電荷係数（ｄ３３）を計算した。前記電気機械結合係数は、圧電体に電場を印加したとき、電気エネルギーが機械的エネルギーに変化する効率を意味し、分極方向振動モードの圧電電荷係数（ｄ３３）は、軸方向に一定な圧縮または引張応力を加えたとき、軸方向から発生する電荷量（Ｄ３）の尺度である。
【００２６】
前記単結晶および従来物質の誘電常数と誘電損失、圧電係数および電気機械結合係数の特性値を比べて下記表２に示す。
【００２７】
【表２】
前記表において、本発明のデータ以外のものは、文献［Ｋ． Ｈ． Ｈｅｌｌｗｅｇｅ ｅｔ ａｌ．， Ｌａｎｄｏｌｔ−Ｂｏｒｎｓｔｅｉｎ， Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｄａｔａ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｉｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｐｐ１２５， Ｓｐｒｉｎｇ−Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌｉｎ ＮＹ １９８１］および文献［Ｒｏｎａｌｄ Ｅ ＭｃＫｅｉｇｈｅｎ， ”Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ａｒｒａｙｓ”：ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ＳＰＩＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ， Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ， ＣＡ， １９９８］を参照した。
【００２８】
試験例２：ＳＡＷフィルタの製造
下記工程に従って、本発明による単結晶を用いて表面弾性波フィルタを製造した。
【００２９】
まず、実施例１で製造した圧電単結晶基板の表面を、有機質除去に広く用いられるＤＥＣＯＮＥＸ（Ｂｏｒｅｒ ｃｈｅｍｉの製品）５％と脱イオン水９５％からなる溶液を用いて４０℃で２０分間超音波洗浄し、ゆすいだ後、半導体表面洗浄工程を経て洗浄した。
【００３０】
前記のように洗浄した単結晶基板の表面に、スパッタリング法によってアルミニウム合金（Ａｌ−０．５％Ｃｕ）を１０００Å以上の厚さに蒸着してコンバータを製造した。コンバータは、圧電単結晶基板に電気的な信号を伝達する入力コンバータと、変換された電気的な信号を圧電単結晶基板から外部に伝達するための出力コンバータとからなり、前記圧電単結晶基板上に半導体工程を通じてパターン化して形成した。すなわち、感光剤を約１μｍの厚さでスピンコーターを用いてアルミニウム薄膜上に塗布した後、フォトマスクを覆い、感光剤をＵＶに露光させた後、現像作業を行ってフォトマスクと同一な感光剤パターンをアルミニウム薄膜上に形成させ、その後リン酸、硝酸、酢酸を含むアルミニウム蝕刻溶液を用いた湿式蝕刻法によって、感光剤を塗布しなかった部分のアルミニウム合金薄膜を除去することによってアルミニウム薄膜のパターンを形成した後、最後に感光剤除去溶液を用いて感光剤を除去することによって表面弾性波フィルタを製造した。
【００３１】
図１は、このようにして製造された表面弾性波フィルタを示す写真である。図１に示した表面弾性波フィルタの入力コンバータ反射特性の周波数応答を図２に示す。周波数応答は、表面弾性波フィルタに対してオン−ウエハプローブ（Ｏｎ−ｗａｆｅｒ ｐｒｏｂｅ）を用いてネットワークアナライザー（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒ）で測定し、測定の際にインピーダンス整合をしなかったため表面弾性波電波損失などを含むフィルタの挿入損失の正確な値は測定できなかったが、圧電単結晶基板の表面弾性波速度とコンバータ電極間隔によって決定される表面弾性波フィルタの中心周波数を測定した結果である。
【００３２】
図１の表面弾性波フィルタのコンバータ電極間隔（λ）は４０μｍであり、図２に示す表面弾性波フィルタの入力コンバータ反射特性の中心周波数は１４２ＭＨｚであるため、本発明に係る表面弾性波フィルタに用いた実施例１の圧電単結晶基板の表面弾性波電波速度は５，８４０ｍ／ｓｅｃである。
【００３３】
本発明による単結晶基板は表面弾性波フィルタのコンバータ電極間隔（λ）を２．８μｍとして製作すると、次世帯移動体通信ＩＭＴ（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｍｏｂｉｌｅｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）−２０００用表面弾性波フィルタの製造に適用することができる。
【００３４】
試験例３：電気光学性能試験
文献［Ｆｅｒｎａｎｄｏ Ａｇｕｌｌｏ−Ｌｏｐｅｚ， Ｊｏｓｅ Ｍａｎｕｅｌ Ｃａｂｒｅｒａ， Ｆｅｒｎａｎｄｏ Ａｇｕｌｌｏ−Ｒｕｅｄａ， Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃｓ， ｐｐ４９ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ， １９９４］に記載の試験方法に従って、実施例で得られた単結晶に外部電場を加えたとき、光学的性質が変わる現象を測定して（すなわち、１次電気光学係数を得ることによって）前記単結晶の光変調器製作用基板としての使用可能性を確認した。
【００３５】
基板は、組成によって若干の差はあるが、その値は略５０−１００ｐｍ／ｖであり、既存の材料であるニオブ酸リチウム（ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＬＴ）から得られる値である３０−５０ｐｍ／ｖの２倍程であることを確認した。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の新たな組成の知能性緩和型強誘電体単結晶は、高い誘電常数、低い誘電損失、優れた電気機械結合特性と圧電性を示し、透光度が６０％以上であり、電気光学係数が高いため、超音波発生デバイス、無線通信用ＳＡＷ素子、光通信用機能性素子など種々の素子製作に有用に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る単結晶を用いて製造した表面弾性波フィルタのパターン写真。
【図２】図１の表面弾性波フィルタの周波数応答特性を示す図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、卓越した強誘電体特性、圧電体特性、電気機械的特性、電気光学的特性を有する、商業的に容易に電子デバイスとして使用できる直径５ｃｍ以上の強誘電体セラミック単結晶およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単結晶とは、一般のセラミック成分が粉末として存在するため粒子の境界を有し無秩序な状態として存在するに比べて、粒子境界がない一つの規則的な配列を有する均質な状態をいう。そして、単結晶は、このような規則的な物理的状態に基づいて一般のセラミックスとは全く違う物理的、電気電子的、光学的、電気光学的特性を提供するため、無線通信用表面弾性波（ＳＡＷ）素子、光通信用光変調器、医療用、軍事用超音波探触子など多くの先端デバイスの製造に用いられる。
【０００３】
このような単結晶のうち、知能性緩和型強誘電体特性を有している単結晶は、知能性を有しているためセンサーとして使用することができ、単結晶が占める空間において最も密接している原子および分子の秩序整然とした配列のため微細加工が可能であり、粒径が存在していないため、高い圧電性、電気機械的、電気光学的特性などを示す。本願において、緩和型という用語は、大部分の電気部品や素子、材料、機器などが有している深刻な問題である、物理的特性値の温度依存性を緩和するのに優れたものをいう。
【０００４】
このような優れた特性に基づいて緩和型知能性強誘電体単結晶は、結晶に応力を加えたとき電圧が発生するか、反対に電圧を加えたとき歪みが発生する圧電性を用いて、超音波発生素子、アクチュエータ、マイクロホン、有線・無線通信用表面弾性波（ＳＡＷ）素子などに使用することができる。また、優れた電気光学的特性を有するため、光通信用機能性素子である光変調器、光スイッチなどに有用な素材である。
【０００５】
しかし、前記のように優れた特性を有し、多くの先端デバイスへの応用が期待される単結晶素材であっても、商業的価値を有する直径５ｃｍ（２インチ）以上の結晶は、製造が非常に難しいため、いままで商用化されていないのが実情である。これに関するこれまでの研究報告は次の通りである。
【０００６】
ロシアの科学者スモレンスキ（Ｇ． Ａ． Ｓｍｏｌｅｎｓｋｉｉ）とアグラノブスカヤ（Ａ． Ｉ． Ａｇｒａｎｏｖｓｋａｙａ）は、新しい緩和型強誘電体セラミックス組成の一つであるマグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、以下ＰＭＮという］に関して初めて報告した［文献Ｓｏｖ． Ｐｈｙｓ． Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ ｖｏｌ．１， １４２９（１９５９）参照］。以後、ボナー（Ｗ． Ａ． Ｂｏｎｎｅｒ）とウイタート（Ｌ． Ｇ． Ｖａｎ Ｕｉｔｅｒｔ）は、カイロポーロス（Ｋｙｒｏｐｏｕｌｏｓ）法を用いて数ｍｍから２ｃｍ以下の大きさのＰＭＮ単結晶を成長させたことを報告している［文献Ｍａｔｅｒ． Ｒｅｓ． Ｂｕｌｌ． Ｖｏｌ． ２， １３１（１９６７）参照］。また、セター（Ｎ． Ｓｅｔｔｅｒ）とクロース（Ｌ． Ｅ． Ｃｒｏｓｓ）は、フラックス方法を用いて直径１ｃｍのＰＭＮ単結晶を成長させたことを報告している［文献Ｊ． Ｃｒｙｓｔ． Ｇｒｏｗｔｈ， Ｖｏｌ． ５０， ｐ５５５（１９８０）参照］。さらに、ノムラ（Ｓ． Ｎｏｍｕｒａ）とウチノ（Ｋ． Ｕｃｈｉｎｏ）は、この物質が有する種々の特性とそのＰＴ化合物であるＰＭＮ−ＰＴ単結晶（０．６７Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３・０．３３ＰｂＴｉＯ３）に関する特性を報告している［文献Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ Ｖｏｌ．５０， ｐ１０７−２０３（１９８３）参照］。この報告によれば、これらの物質の単結晶は、圧電特性、電気機械的特性、強誘電性、超伝性などに優れた特性を有すると記載されている。
【０００７】
その後、近年イ・サングらは、初めてブリッジマン方法を用いて１ｃｍ級のＰＭＮ単結晶を成長させるのに成功し、その優れた物理的特性を報告した［文献Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔｓ． Ｖｏｌ． ７４， Ｎｏ．７， １０３０（１９９９）参照］。また、中国の科学者ルオ（Ｌｕｏ）らは、補完されたブリッジマン方法を用いて直径２．５ｃｍのＰＭＮ−ＰＴ単結晶を成長させ、その物性を発表した［１９９９ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ−１００９］。
【０００８】
しかし、前記従来のＰＭＮ−ＰＴ組成とその組成を用いた単結晶の製造方法では、研究用や試験用としてしか使用できない直径２．５ｃｍ以下の単結晶の製造が報告されているだけである。このような大きさでは現在のデバイス製造工程用として使用可能な最小限のウエハの大きさである直径５ｃｍにならないため、前記単結晶素材を用いたデバイスの開発はされていないのが実情である。これまで報告された単結晶製造法のうち最も再現性に優れた方法であるフラックス成長方法では、商業的大量生産には使用できない不均一な大きさの単結晶が得られるだけであるという短所があった。
【０００９】
過去４０年間、緩和型強誘電体単結晶に対する研究が引続けて行われたにも拘わらず、商業化デバイスへの適用が不可能であった最大の理由は、鉛成分を大量含有している前記強誘電体物質の特性上、既存の一般的な単結晶成長法によっては直径５ｃｍ以上の大きな結晶を安定的に生産できなかったからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、先端無線通信、超音波探触子、光通信用超高速変調器などのデバイスの製造に適合する新たな組成の知能性緩和型強誘電体単結晶を、商業化可能な５ｃｍ以上の結晶直径に製造する方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様によれば、下記一般式（Ｉ）の組成を有する強誘電体単結晶が提供される：
ｘ［Ａ］ｙ［Ｂ］ｚ［Ｃ］−ｐ［Ｐ］ｎ［Ｎ］ （Ｉ）
（式中、
Ａはマグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］または亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］であり、
Ｂはチタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］であり、
Ｃはタンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］またはニオブ酸リチウム［ＬｉＮｂＯ３］であり、
Ｐは白金、金、銀、パラジウムおよびロジウムからなる群から選ばれる金属であり、
Ｎはニッケル、コバルト、鉄、ストロンチウム、スカンジウム、ルテニウム、銅およびカドミウムからなる群から選ばれる金属の酸化物であり、
ｘは０．６５より大きく、０．９８より小さい数であり、
ｙは０．０１より大きく、０．３４より小さい数であり、
ｚは０．０１より大きく、０．１より小さい数であり、
ｐおよびｎは各々０．０１より大きく、５より小さい数である）。
【００１２】
また、本発明の一実施態様によれば、（１）（ａ）マグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］および亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］のいずれか一成分、（ｂ）チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］および（ｃ）タンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］を各々０．６５〜０．９８、０．０１〜０．３４および０．０１〜０．１の範囲の相対モル量で混合し、
（２）前記混合物に、前記成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の総量を基準として（ｄ）白金、金、銀、パラジウムおよびロジウムからなる群から選ばれる金属および（ｅ）ニッケル、コバルト、鉄、ストロンチウム、スカンジウム、ルテニウム、銅およびカドミウムからなる群から選ばれる金属の酸化物を各々０．０５〜５重量％の量で加え、
（３）生成混合物を、有機溶媒を分散媒質として粉砕混合し、乾燥および焼成した後粉末に粉砕し、
（４）得られた粉末を高温高圧の下で溶融した後、徐冷して結晶化することを含む強誘電体単結晶の製造方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１４】
本発明に係る強誘電体単結晶は、構成成分の固相反応（第１段階反応）と溶融結晶化反応（第２段階反応）を通じて製造される、均質な化合物組成を有する新たな物質である。本発明の単結晶は、これまで報告された単結晶より高い電気機械結合係数と圧電性を示し、透光度が６０％以上であり、電気光学係数が高いため、超音波発生デバイス、無線通信用ＳＡＷ素子、光通信用機能性素子である光変調器に有用に使用できる。
【００１５】
本発明に示す組成の単結晶製造過程を具体的にみると、まず、反応原料として、マグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］および亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］のいずれか一成分と、チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］と、タンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］またはニオブ酸リチウム［ＬｉＮｂＯ３］を各々０．６５〜０．９８、０．０１〜０．３４および０．０１〜０．１の範囲の相対モル量で混合する。
【００１６】
生成混合物に、前記三つの成分の総量を基準として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）からなる群から選ばれる金属およびニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銅（Ｃｕ）およびカドミウム（Ｐｄ）からなる群から選ばれる金属の酸化物を０．０５〜５重量％の量で加える。
【００１７】
次いで、生成混合物を、有機溶媒を分散媒質として粉砕混合した後、乾燥および焼成する。有機溶媒としては、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのような溶媒を使用することができる。乾燥は、通常の方法に従って、すなわち、乾燥機を用いて、たとえば、１５０〜２００℃範囲の温度で行うことができ、焼成はたとえば、８５０〜１０００℃の温度範囲で１時間〜１０時間行うことができる。
【００１８】
このようにして得られた物質は、新たな組成のセラミック粉末であるが、実際には原子および分子水準または化合物が有する固有な格子特性のような物理化学的特性は依然として非常に不均一な状態である。したがって、このような不均一な化合物の状態を組成および物理化学的に均質な化合物にするために引続いて第２段階に溶融結晶化工程を行う。
【００１９】
溶融結晶化段階においては、第１段階の固相反応を経たセラミック粉末を直径５ｃｍ以上の白金坩堝または白金ロジウム合金坩堝またはイリジウム坩堝で密閉状態にして、高温高圧で溶融した後、徐冷して結晶化する。溶融は、１，３００〜１，５００℃の範囲の高温と２０ｐｓｉ〜２００ｐｓｉの高圧で完全に溶解することによって行い、徐冷は８０〜１００時間にわたって徐々に室温に冷却することによって行う。この段階によって、原子や分子水準および物質の格子構造までも均質になるため、第１段階後のセラミック粉末とは物理化学的に全く違う特性を示す均質な組成の化合物が得られる。また、坩堝の直径を自在に大きくすることができるため、大きな直径の円柱状に製作することもできる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳細に説明する。ただし、下記実施例は本発明を例示するためのみのものであり、本発明の範囲を制限しない。
【００２１】
実施例１：強誘電体単結晶の製造
下記表１に示す反応原料を計量して混合した後、０．５”ジルコニアボールミルでエタノールを分散媒質として粉砕混合した。次いで、生成混合物を１５０℃の温度に制御した電気炉で乾燥し、蓋のあるアルミナ坩堝で９２０℃の温度で６時間焼成した。焼成した物質をさらにボールミルで均一に粉砕した。
【００２２】
前記セラミック粉末を白金坩堝に入れ、封止した後、高温結晶成長炉（１，５００℃、１００ｐｓｉ）で２０時間静置して完全に溶融した後、１２０時間にわたって徐々に２０℃に冷却して透明で均質な組成の単結晶を得た。
【００２３】
【表１】
前記実施例１で得られた単結晶の超音波診断器用探触子製造のための特性を測定するために、前記単結晶の両面を０．５ｍｍ厚さに研磨し、超音波洗浄器で洗浄した後、両面にＤＣマグネトロンスパッター（Ｍｏｄｅｌ ＫＶＳＣ Ｔ５０５０、韓国真空科学（Ｋｏｒｅａ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ））により１５ｘ１５ｍｍのクロム電極を形成した。
【００２４】
ＨＰ ４１９２Ａ ＬＦインピーダンス分析器（米国ヒューレットパッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ Ｃｏ．）製品）を用いて１ｋＨｚ ０．５Ｖｒｍｓで測定したキャパシタンスと損失（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）を用いて、前記単結晶の誘電常数と誘電損失を計算した。
【００２５】
また、圧電特性として、前記単結晶に３ｋＶ／ｃｍの電界を１２０℃で３０分間印加して分極処理した後、共振、半共振法を用いて分極方向振動モードの電気機械結合係数（ｋ３３）と圧電電荷係数（ｄ３３）を計算した。前記電気機械結合係数は、圧電体に電場を印加したとき、電気エネルギーが機械的エネルギーに変化する効率を意味し、分極方向振動モードの圧電電荷係数（ｄ３３）は、軸方向に一定な圧縮または引張応力を加えたとき、軸方向から発生する電荷量（Ｄ３）の尺度である。
【００２６】
前記単結晶および従来物質の誘電常数と誘電損失、圧電係数および電気機械結合係数の特性値を比べて下記表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】
試験例２：ＳＡＷフィルタの製造
下記工程に従って、本発明による単結晶を用いて表面弾性波フィルタを製造した。
【００２９】
まず、実施例１で製造した圧電単結晶基板の表面を、有機質除去に広く用いられるＤＥＣＯＮＥＸ（Ｂｏｒｅｒ ｃｈｅｍｉの製品）５％と脱イオン水９５％からなる溶液を用いて４０℃で２０分間超音波洗浄し、ゆすいだ後、半導体表面洗浄工程を経て洗浄した。
【００３０】
前記のように洗浄した単結晶基板の表面に、スパッタリング法によってアルミニウム合金（Ａｌ−０．５％Ｃｕ）を１０００Å以上の厚さに蒸着してコンバータを製造した。コンバータは、圧電単結晶基板に電気的な信号を伝達する入力コンバータと、変換された電気的な信号を圧電単結晶基板から外部に伝達するための出力コンバータとからなり、前記圧電単結晶基板上に半導体工程を通じてパターン化して形成した。すなわち、感光剤を約１μｍの厚さでスピンコーターを用いてアルミニウム薄膜上に塗布した後、フォトマスクを覆い、感光剤をＵＶに露光させた後、現像作業を行ってフォトマスクと同一な感光剤パターンをアルミニウム薄膜上に形成させ、その後リン酸、硝酸、酢酸を含むアルミニウム蝕刻溶液を用いた湿式蝕刻法によって、感光剤を塗布しなかった部分のアルミニウム合金薄膜を除去することによってアルミニウム薄膜のパターンを形成した後、最後に感光剤除去溶液を用いて感光剤を除去することによって表面弾性波フィルタを製造した。
【００３１】
図１は、このようにして製造された表面弾性波フィルタを示す写真である。図１に示した表面弾性波フィルタの入力コンバータ反射特性の周波数応答を図２に示す。周波数応答は、表面弾性波フィルタに対してオン−ウエハプローブ（Ｏｎ−ｗａｆｅｒ ｐｒｏｂｅ）を用いてネットワークアナライザー（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒ）で測定し、測定の際にインピーダンス整合をしなかったため表面弾性波電波損失などを含むフィルタの挿入損失の正確な値は測定できなかったが、圧電単結晶基板の表面弾性波速度とコンバータ電極間隔によって決定される表面弾性波フィルタの中心周波数を測定した結果である。
【００３２】
図１の表面弾性波フィルタのコンバータ電極間隔（λ）は４０μｍであり、図２に示す表面弾性波フィルタの入力コンバータ反射特性の中心周波数は１４２ＭＨｚであるため、本発明に係る表面弾性波フィルタに用いた実施例１の圧電単結晶基板の表面弾性波電波速度は５，８４０ｍ／ｓｅｃである。
【００３３】
本発明による単結晶基板は表面弾性波フィルタのコンバータ電極間隔（λ）を２．８μｍとして製作すると、次世帯移動体通信ＩＭＴ（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｍｏｂｉｌｅｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）−２０００用表面弾性波フィルタの製造に適用することができる。
【００３４】
試験例３：電気光学性能試験
文献［Ｆｅｒｎａｎｄｏ Ａｇｕｌｌｏ−Ｌｏｐｅｚ， Ｊｏｓｅ Ｍａｎｕｅｌ Ｃａｂｒｅｒａ， Ｆｅｒｎａｎｄｏ Ａｇｕｌｌｏ−Ｒｕｅｄａ， Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃｓ， ｐｐ４９ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ， １９９４］に記載の試験方法に従って、実施例で得られた単結晶に外部電場を加えたとき、光学的性質が変わる現象を測定して（すなわち、１次電気光学係数を得ることによって）前記単結晶の光変調器製作用基板としての使用可能性を確認した。
【００３５】
基板は、組成によって若干の差はあるが、その値は略５０−１００ｐｍ／ｖであり、既存の材料であるニオブ酸リチウム（ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＬＴ）から得られる値である３０−５０ｐｍ／ｖの２倍程であることを確認した。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の新たな組成の知能性緩和型強誘電体単結晶は、高い誘電常数、低い誘電損失、優れた電気機械結合特性と圧電性を示し、透光度が６０％以上であり、電気光学係数が高いため、超音波発生デバイス、無線通信用ＳＡＷ素子、光通信用機能性素子など種々の素子製作に有用に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る単結晶を用いて製造した表面弾性波フィルタのパターン写真。
【図２】図１の表面弾性波フィルタの周波数応答特性を示す図。
Claims (9)
- 下記一般式（Ｉ）の組成を有する強誘電体単結晶：
ｘ［Ａ］ｙ［Ｂ］ｚ［Ｃ］−ｐ［Ｐ］ｎ［Ｎ］ （Ｉ）
（式中、
Ａはマグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］または亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］であり、
Ｂはチタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］であり、
Ｃはタンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］またはニオブ酸リチウム［ＬｉＮｂＯ３］であり、
Ｐは白金、金、銀、パラジウムおよびロジウムからなる群から選ばれる金属であり、
Ｎはニッケル、コバルト、鉄、ストロンチウム、スカンジウム、ルテニウム、銅およびカドミウムからなる群から選ばれる金属の酸化物であり、
ｘは０．６５より大きく、０．９８より小さい数であり、
ｙは０．０１より大きく、０．３４より小さい数であり、
ｚは０．０１より大きく、０．１より小さい数であり、
ｐおよびｎは各々０．０１より大きく、５より小さい数である）。 - 直径が５ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の単結晶。
- 室温誘電常数が５，０００以上であることを特徴とする請求項１記載の単結晶。
- （１）（ａ）マグネシウムニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］および亜鉛ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３］のいずれか一成分、（ｂ）チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］、および（ｃ）タンタル酸リチウム［ＬｉＴａＯ３］を各々０．６５〜０．９８、０．０１〜０．３４および０．０１〜０．１の範囲の相対モル量で混合し、
（２）前記混合物に、前記成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の総量を基準として、（ｄ）白金、金、銀、パラジウムおよびロジウムからなる群から選ばれる金属、および（ｅ）ニッケル、コバルト、鉄、ストロンチウム、スカンジウム、ルテニウム、銅およびカドミウムからなる群から選ばれる金属の酸化物を各々０．０５〜５重量％の量で加え、
（３）生成混合物を、有機溶媒を分散媒質として粉砕混合し、乾燥および焼成した後、粉末に粉砕し、
（４）得られた粉末を高温高圧の下で溶融した後、徐冷して結晶化すること
を含む請求項１記載の強誘電体単結晶の製造方法。 - 前記段階（３）において、焼成が８５０〜１，０００℃の範囲の温度で１〜１０時間行われることを特徴とする請求項４記載の方法。
- 前記段階（４）において、１，３００〜１，５００℃の範囲の高温と２０〜２００ｐｓｉ範囲の高圧下で溶融した後、８０〜１００時間にわたって徐々に室温まで冷却することを特徴とする請求項４記載の方法。
- 白金または白金−ロジウム合金またはイリジウム素材の坩堝を用いて前記段階（４）を行うことを特徴とする請求項６記載の方法。
- 前記坩堝が直径５ｃｍ以上のものであることを特徴とする請求項７記載の方法。
- 請求項１記載の強誘電体単結晶から加工されたウエハ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20000017243 | 2000-04-03 | ||
| KR2000-17243 | 2000-04-03 | ||
| KR2000-69311 | 2000-11-21 | ||
| KR10-2000-0069311A KR100392754B1 (ko) | 2000-04-03 | 2000-11-21 | 강유전체 단결정 및 그의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001354496A JP2001354496A (ja) | 2001-12-25 |
| JP3561238B2 true JP3561238B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=26637721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001104893A Expired - Lifetime JP3561238B2 (ja) | 2000-04-03 | 2001-04-03 | 強誘電体単結晶およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6491889B2 (ja) |
| JP (1) | JP3561238B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070034141A1 (en) * | 2001-11-02 | 2007-02-15 | Pengdi Han | Hybrid stockbarger zone-leveling melting method for directed crystallization and growth of single crystals of lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) solid solutions and related piezocrystals |
| US6942730B2 (en) * | 2001-11-02 | 2005-09-13 | H. C. Materials Corporation | Hybrid stockbarger zone-leveling melting method for directed crystallization and growth of single crystals of lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) solid solutions and related piezocrystals |
| JP3987744B2 (ja) * | 2002-03-25 | 2007-10-10 | 敏夫 小川 | ドメイン制御圧電単結晶素子 |
| US6890874B1 (en) | 2002-05-06 | 2005-05-10 | Corning Incorporated | Electro-optic ceramic material and device |
| JP2004031728A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 記憶装置 |
| KR100570586B1 (ko) * | 2002-12-17 | 2006-04-13 | (주)아이블포토닉스 | 강유전성 단결정 막 구조물 제조 방법 |
| KR100537137B1 (ko) * | 2003-07-11 | 2005-12-16 | (주)아이블포토닉스 | 강유전체 세라믹 단결정 및 그 제조 방법 |
| KR100852536B1 (ko) * | 2003-10-14 | 2008-08-14 | 제이에프이미네라르 가부시키가이샤 | 압전단결정, 압전단결정소자 및 그 제조방법 |
| CN102420634A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-04-18 | 捷开通讯科技(上海)有限公司 | 无线通信收发系统 |
| CN103157469A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-06-19 | 北京化工大学 | 负载型双金属纳米晶催化剂及其制备方法 |
| CN109650879B (zh) * | 2019-02-14 | 2022-03-01 | 铜仁学院 | 一种压电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN111111645A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 吉林大学 | 一种增强LiTaO3光催化性的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0147245B1 (ko) * | 1993-12-01 | 1998-09-15 | 모리시타 요이찌 | 강유전체박막 및 그 제조방법 |
| US5998910A (en) * | 1997-01-28 | 1999-12-07 | The Penn State Research Foundation | Relaxor ferroelectric single crystals for ultrasound transducers |
-
2001
- 2001-03-30 US US09/823,577 patent/US6491889B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-03 JP JP2001104893A patent/JP3561238B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6491889B2 (en) | 2002-12-10 |
| JP2001354496A (ja) | 2001-12-25 |
| US20010035123A1 (en) | 2001-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dey et al. | Thin-film ferroelectrics of PZT of sol-gel processing | |
| JP3561238B2 (ja) | 強誘電体単結晶およびその製造方法 | |
| Park et al. | Ultrahigh strain and piezoelectric behavior in relaxor based ferroelectric single crystals | |
| Chen et al. | Electrical properties’ maxima in thin films of the lead zirconate–lead titanate solid solution system | |
| He et al. | Full tensorial elastic, piezoelectric, and dielectric properties characterization of [011]-poled PZN-9% PT single crystal | |
| JP2008258183A (ja) | 製法及び応用を含む圧電セラミック材料 | |
| Yasuda et al. | Piezoelectric properties of a high curie temperature Pb (In1/2Nb1/2) O3–PbTiO3 binary system single crystal near a morphotropic phase boundary | |
| JPS6382100A (ja) | 圧電素子およびその製造方法 | |
| CN111423231A (zh) | 一种三元系弛豫铁电薄膜材料及其制备方法和应用 | |
| CN110845230A (zh) | 一种三元系铌钪酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷及其制备方法 | |
| JP4405467B2 (ja) | 強誘電体セラミック化合物の製造方法および強誘電体単結晶の製造方法 | |
| Goel | Recent developments in electroceramics: MEMS applications for energy and environment | |
| KR100392754B1 (ko) | 강유전체 단결정 및 그의 제조 방법 | |
| KR100480876B1 (ko) | 신규의 압전 단결정을 이용한 초음파 탐촉자 | |
| JP3397538B2 (ja) | 酸化物圧電単結晶の製造方法 | |
| Sayer | Piezoelectric thin film devices | |
| JP2022132883A (ja) | 圧電振動子及びその製造方法 | |
| US6545387B2 (en) | Surface acoustic wave filter using novel piezoelectric single crystal substrate | |
| Tawfik | Elastic properties and sound wave velocity of PZT transducers doped with Ta and La | |
| CN111908915B (zh) | 一种锆钛酸镧铅基压电陶瓷及其制备方法与应用 | |
| KR102623532B1 (ko) | 납-금속 화합물 단결정의 개질방법 | |
| JP3213849B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| Vijayakumar et al. | Growth of large-sized relaxor ferroelectric PZN-PT single crystals by modified flux growth method | |
| JP2003221229A (ja) | 膜の製造方法および膜状素子の製造方法 | |
| JPH1093154A (ja) | 圧電素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040427 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040527 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3561238 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080604 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090604 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100604 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110604 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120604 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120604 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |