JP4882075B2 - ルチル(TiO2)単結晶の製造方法及びルチル(TiO2)単結晶、並びにこれを用いた光アイソレータ - Google Patents
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Description
(2)前記溶融帯に含まれる異種金属元素がアルミニウム(Al)、鉄(Fe)、カルシウム(Ca)、ニッケル(Ni)の群から選ばれる1種の金属元素であることは好適である。また、前記育成雰囲気が酸素0.1MPa以上であることは好ましい。
(3)本発明により製造されるルチル(TiO2)単結晶は、420nm以上の波長領域における光透過率が、前記ルチル(TiO2)単結晶の光透過方向の厚みが1mm以上において、60%以上であることを特徴とする。また、本発明により製造されるルチル(TiO2)単結晶に含まれる前記異種金属元素の濃度は30ppm以下である。これは、液相に含まれる異種元素が育成結晶に取り込まれない、又は取り込まれる割合が小さいことを示しており、液相の異種元素濃度をCL、育成結晶に含まれる濃度をCSとするとCS/CLが1に比べて極めて小さいことを意味するものである。
(4)従って、異種金属元素がルチル(TiO2)単結晶中に固溶しているとしても、育成結晶に固溶する異種元素は育成結晶全体にわたって極めて微少かつ均一に固溶していることを意味するものである。
11a,11b 両回転楕円面鏡
12a,12b 赤外線ランプ
13 石英管
14 上回転軸
15 下回転軸
16 ガス排出口
17 ガス導入口
18 原料棒
19 溶融帯
20 ルチル(TiO2)種結晶
21 スクリーン
22 レンズ
Claims (11)
- 所定の育成雰囲気中でルチル(TiO2)原料棒とルチル種結晶との接合部分を融解させ双方の融液からなる溶融帯を形成し、前記溶融帯を移動させながらルチル(TiO2)単結晶を育成するルチル(TiO2)単結晶の製造方法において、
接合前の前記原料棒の先端にチタン原子価+4よりも低原子価の異種金属元素を付着させ、前記種結晶と接合し、
前記溶融帯を形成することで前記溶融帯に含まれる前記異種金属元素により、育成されるルチル(TiO2)単結晶の酸素欠損を抑制することを特徴とするルチル(TiO2)単結晶の製造方法。 - 前記異種金属元素は、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、カルシウム(Ca)、ニッケル(Ni)の群から選ばれる1種の金属元素であることを特徴とする請求項1に記載のルチル(TiO2)単結晶の製造方法。
- 前記育成雰囲気が酸素0.1MPa以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のルチル(TiO2)単結晶の製造方法。
- 420nm以上の波長領域における光透過率が、前記ルチル(TiO2)単結晶の光透過方向の厚みが1mmから2mmにおいて、60%以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のルチル(TiO2)単結晶の製造方法により製造されたルチル(TiO2)単結晶。
- ルチル(TiO2)単結晶に含まれる前記異種金属元素の濃度が誘導結合プラズマ発光分光分析法の測定限界濃度から30ppmであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のルチル(TiO2)単結晶の製造方法により製造されたルチル(TiO2)単結晶。
- TiO 2 粉末を加圧・成形し、1000℃以上で所定時間焼結することによりTiO 2 原料棒を作製し、
+3価以下の異種金属元素を含むTiO 2 粉末(以下、溶媒粉末)を加圧・成形し、
1000℃以上で所定時間焼結することにより溶媒原料を作製し、
前記TiO 2 原料棒の一端部に前記溶媒原料を溶解固着し、
赤外線集中加熱炉を用いたフローティングゾーン(FZ)法によって、所定の育成雰囲気中で、前記溶媒原料とルチル種結晶とを溶融させながら溶融帯を形成し、
前記溶融帯を移動させながらルチル(TiO 2 )単結晶を育成することにより、育成されるルチル(TiO 2 )単結晶の酸素欠損を抑制することを特徴とするルチル(TiO 2 )単結晶の製造方法。 - 前記異種金属元素は、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、カルシウム(Ca)、ニッケル(Ni)の群から選ばれる1種の金属元素であることを特徴とする請求項6に記載のルチル(TiO 2 )単結晶の製造方法。
- 前記育成雰囲気が酸素0.1MPa以上であることを特徴とする請求項6又は7に記載のルチル(TiO 2 )単結晶の製造方法。
- 420nm以上の波長領域における光透過率が、前記ルチル(TiO 2 )単結晶の光透過方向の厚みが1mmから2mmにおいて、60%以上であることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載のルチル(TiO 2 )単結晶の製造方法により製造されたルチル(TiO 2 )単結晶。
- ルチル(TiO 2 )単結晶に含まれる前記異種金属元素の濃度が誘導結合プラズマ発光分光分析法の測定限界濃度から30ppmであることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載のルチル(TiO 2 )単結晶の製造方法により製造されたルチル(TiO 2 )単結晶。
- 請求項4、5、9、10のいずれかに記載のルチル(TiO 2 )単結晶を含む光アイソレータ。
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