JP4865191B2 - 周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、特許文献2の[0040]〜[0043]には、直流電圧のみを印加した例が説明されているが、約20[kV/mm]以上の直流電界を印加しており、強電界を印加するための複雑な構成(高電圧を出力できる電源など)が必要になる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、パルス電圧を印加するための複雑な構成や強電界を印加するための複雑な構成を必要とせずに周期的分極反転領域を持つ基板を製造することが出来る周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法を提供することにある。
従来、周期電極の直下に形成される分極反転領域部が横方向に速い速度で広がるため、パルス電圧を印加する必要があると考えられていた(特許文献2の[0043]参照)。
しかし、本願発明者らが鋭意研究した結果、単一分極されたC板の定比組成(ストイキオメトリ)または定比組成に近いタンタル酸リチウム単結晶からなる基板において分極反転領域部が横方向に広がる速度は、従来考えられていたよりもはるかに遅く、直流電界のみの印加でも周期的分極反転領域を持つ基板を好適に製造可能であることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、上記第1の観点による周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法では、定比組成(ストイキオメトリ)または定比組成に近いタンタル酸リチウム単結晶からなる基板を用い、電界強度1[kV/mm]以下の直流電界を、1[秒間]以上印加して、分極反転領域を形成する。このため、パルス電圧を印加するための複雑な構成や強電界を印加するための複雑な構成を必要としない。そして、後述の実施例で示すように周期的分極反転領域を形成することが出来る。
上記第2の観点による周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法では、後述の実施例で示すように、周期的分極反転領域を好適に形成することが出来た。
後述の実施例で示すように、Mgをドープすることにより、必要な電界強度を下げることが出来た。
そこで、上記第3の観点による周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法では、Mgまたはそれと同等のZn,Sc,Inのうちの少なくとも1種類をドープする。これにより、必要な電界強度を下げることが出来る。
基板1は、Li2O/(Ta2O5+Li2O)のモル分率が0.495以上0.505未満であり且つMgOをドープした、単一分極されたC板の定比組成または定比組成に近いタンタル酸リチウム単結晶からなる。基板1の厚さt=0.4[mm]である。
(1)基板1の+C面2と−C面3とに例えばTaなどの電極金属を成膜する。
(2)図2に示すように、+C面に成膜した電極金属にフォトリソ加工およびエッチングを施し、例えば周期p=8[μm]の周期電極4を形成する。
(3)図3に示すように、−C面に成膜した電極金属にフォトリソ加工およびエッチングを施し、必要な面積のベタ電極5を形成する。
基板1を絶縁油に浸漬した状態で、スイッチ回路7を20[秒間]オンし、周期電極4およびベタ電極5に直流電源6より直流電圧0.4[kV]を印加した(電界強度1[kV/mm])。
実施例3によれば、直流電圧印加領域全体に渡って均一な周期で分極反転構造が得られた。
直流電圧印加時間を20[秒間],40[秒間],90[秒間]とし、他の条件は実施例2と同様にした。
比較例1によれば、直流電圧印加領域全体に渡って均一な周期の分極反転構造が得られなかった。
実施例4によれば、周期を5.5[μm]と短くしても、直流電圧印加領域全体に渡って均一な周期で分極反転構造が得られた。
直流電圧0.4[kV]に重畳して電圧2[kV],パルス幅1[m秒]のパルス電圧を1回印加し、他の条件を実施例4と同様にした。
比較例2によっても、実施例4と同等な分極反転構造を形成できた。
実施例5によれば、実施例4と同等な分極反転構造を形成できた。すなわち、電界強度1[kV/mm]程度ならば、大気雰囲気で支障ないことが判った。
2 +C面
3 −C面
4 周期電極
5 ベタ電極
6 直流電源
7 スイッチ回路
10 分極反転領域
Claims (2)
- MgOをドープした、単一分極されたC板の定比組成(ストイキオメトリ)または定比
組成に近いタンタル酸リチウム単結晶からなる基板の+C面および−C面に電極を設け、
少なくとも一方の電極は周期電極とし、前記電極間に電界強度が1[kV/mm]以下の
直流電界を1[秒間]以上印加し、前記基板に周期的分極反転領域を形成することを特徴
とする周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法。 - 請求項1に記載の周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法において、前記基板のLi
2O/(Ta2O5+Li2O)のモル分率が、0.495以上0.505未満であることを
特徴とする周期的分極反転領域を持つ基板の製造方法。
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