JPH02172892A - 単結晶育成方法 - Google Patents
単結晶育成方法Info
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- JPH02172892A JPH02172892A JP32520288A JP32520288A JPH02172892A JP H02172892 A JPH02172892 A JP H02172892A JP 32520288 A JP32520288 A JP 32520288A JP 32520288 A JP32520288 A JP 32520288A JP H02172892 A JPH02172892 A JP H02172892A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、非線形光学結晶ｐ−ＢａＢ２Ｏ４単結晶の
育成方法の改良に関する。
育成方法の改良に関する。
（従来の技術）
ｐ−ＢａＢ２Ｏ４単結晶は従来フラックス法により育成
されていた。つまりＢａＢ２Ｏ４以外の組成の酸化物融
体中にＢａＢ２Ｏ４を溶解し、これを徐冷することによ
ってｐ相の単結晶を晶出させるという方法が取られてい
た。この場合、自然に核を生成させる方法と、種子結晶
を用いて育成する方法のいづれも用いられてきたが、フ
ラックスとして用いる酸化物はいづれにも共通している
。例えば、この結晶を開発した中国の文献ではフラック
スとしてＮａ２Ｂ２Ｏ４，Ｎａ２Ｏ，Ｎａ２ＣＯ３など
を用いている。（物理学報、第３９巻第４期、１９８１
年４月５６１−５６４ページ）またこれらの他にＢａＣ
ｌ２．ＢａＦ２などが用いられた例もある。（ジャーナ
ルオブクリスタルグロウス１９８６年７９巻９６３−９
６９ページ） （発明が解決しようとする問題点） 従来のフラックス育成法ではまず大形の単結晶を得るこ
とが困難であった。例えば自然核生成法では通常数ミリ
メートル角程度のものが最大であった。そのため原料融
液上部に置いた種結晶棒または種結晶板を太らせてい＜
ＴＳＳＧ法などが試みられるようになった。しかしフ
ラックスからの育成は原理的に融体のごくわずかの量比
しか単結晶化できないばかりか育成速度が通常引上育成
の百分の一以下と極めて小であることと、フランクスの
成分が育成結晶の中に不純物として大量に混入し結晶品
質を阻害するという欠点があり、ｐ−ＢａＢ２Ｏ４結晶
育成でも問題であった。本発明はこうした従来のフラッ
クス法のもつ欠点をすべて解決するためになされたもの
である。
されていた。つまりＢａＢ２Ｏ４以外の組成の酸化物融
体中にＢａＢ２Ｏ４を溶解し、これを徐冷することによ
ってｐ相の単結晶を晶出させるという方法が取られてい
た。この場合、自然に核を生成させる方法と、種子結晶
を用いて育成する方法のいづれも用いられてきたが、フ
ラックスとして用いる酸化物はいづれにも共通している
。例えば、この結晶を開発した中国の文献ではフラック
スとしてＮａ２Ｂ２Ｏ４，Ｎａ２Ｏ，Ｎａ２ＣＯ３など
を用いている。（物理学報、第３９巻第４期、１９８１
年４月５６１−５６４ページ）またこれらの他にＢａＣ
ｌ２．ＢａＦ２などが用いられた例もある。（ジャーナ
ルオブクリスタルグロウス１９８６年７９巻９６３−９
６９ページ） （発明が解決しようとする問題点） 従来のフラックス育成法ではまず大形の単結晶を得るこ
とが困難であった。例えば自然核生成法では通常数ミリ
メートル角程度のものが最大であった。そのため原料融
液上部に置いた種結晶棒または種結晶板を太らせてい＜
ＴＳＳＧ法などが試みられるようになった。しかしフ
ラックスからの育成は原理的に融体のごくわずかの量比
しか単結晶化できないばかりか育成速度が通常引上育成
の百分の一以下と極めて小であることと、フランクスの
成分が育成結晶の中に不純物として大量に混入し結晶品
質を阻害するという欠点があり、ｐ−ＢａＢ２Ｏ４結晶
育成でも問題であった。本発明はこうした従来のフラッ
クス法のもつ欠点をすべて解決するためになされたもの
である。
（問題点を解決するための手段）
本発明の方法は、フラックスを全く含まないバノウムボ
レイトの融体から直接、種子結晶を用いて単結晶の引上
育成を行なうものである。
レイトの融体から直接、種子結晶を用いて単結晶の引上
育成を行なうものである。
この方法を行なうにはまづ、原料としてｐ−ＢａＢ２Ｏ
４の結晶構造をもつ結晶塊または結晶粉粉を用意しなけ
ればならない。これは実施例で述べるようにＢａＯとＢ
２Ｏ３の反応などにより得ることが出来る。この原料を
、過熱することなく坩堝内に除徐に溶解し、種子結晶を
用いて通常の引上を行なえばよい。
４の結晶構造をもつ結晶塊または結晶粉粉を用意しなけ
ればならない。これは実施例で述べるようにＢａＯとＢ
２Ｏ３の反応などにより得ることが出来る。この原料を
、過熱することなく坩堝内に除徐に溶解し、種子結晶を
用いて通常の引上を行なえばよい。
この場合、融体上部の温度勾配を急勾配にすることが望
ましい。たとえば融液面上方約１ｃｍまでは３００°Ｃ
／ｃｍ以上にすることが望ましい。
ましい。たとえば融液面上方約１ｃｍまでは３００°Ｃ
／ｃｍ以上にすることが望ましい。
（作用）
バリウムボレイトには高温型（α相）と低温型（Ｔ３相
）とがあり、光高調波発生等の非線形光学効果を示すの
は、低温型つまりｐ型のみである。本発明はこのＤ型を
得ることを目的としている。第１図はＢａＢ２Ｏ４とＮ
ａ２Ｏの二元系平衡状態図として一般的に知られたもの
であるが、この図の左端のＢａＢ２Ｏ４結晶のところを
みるとＴ１（約１１００°Ｃ）からＴ２（９００°Ｃ近
辺）まではα相、それ以下Ｔ３（７５０°Ｃ近辺）まで
かり相になることがわかる。従ってＢａＢ２Ｏ４組成の
融液からはｐ−ＢａＢ２Ｏ４結晶は晶出しないことにな
る。このため従来はフラックスを加えて融点を下げ、例
えば第１図ではＮａ２Ｏを加えてｐ相が初品となるよう
にしていた。つまり第１図のＡからＢまでの組成範囲と
Ｔ２からＴまでの温度範囲を利用して結晶成長を行なっ
てきた。
）とがあり、光高調波発生等の非線形光学効果を示すの
は、低温型つまりｐ型のみである。本発明はこのＤ型を
得ることを目的としている。第１図はＢａＢ２Ｏ４とＮ
ａ２Ｏの二元系平衡状態図として一般的に知られたもの
であるが、この図の左端のＢａＢ２Ｏ４結晶のところを
みるとＴ１（約１１００°Ｃ）からＴ２（９００°Ｃ近
辺）まではα相、それ以下Ｔ３（７５０°Ｃ近辺）まで
かり相になることがわかる。従ってＢａＢ２Ｏ４組成の
融液からはｐ−ＢａＢ２Ｏ４結晶は晶出しないことにな
る。このため従来はフラックスを加えて融点を下げ、例
えば第１図ではＮａ２Ｏを加えてｐ相が初品となるよう
にしていた。つまり第１図のＡからＢまでの組成範囲と
Ｔ２からＴまでの温度範囲を利用して結晶成長を行なっ
てきた。
しかし、本発明者は以下に述べる二つの条件が満たされ
るとき、融液の過冷却効果によって、ＢａＢ２Ｏ４組成
の融液から直接ｐ相の単結晶が晶出することを見出だし
た。その条件とは（１）最初の融液はｐ−ＢａＢ２Ｏ４
を融解したものであって、過熱されていないものである
こと、（２）融液が過冷却状態から凝固するにふされし
い温度環境のもとに置かれていること、である。
るとき、融液の過冷却効果によって、ＢａＢ２Ｏ４組成
の融液から直接ｐ相の単結晶が晶出することを見出だし
た。その条件とは（１）最初の融液はｐ−ＢａＢ２Ｏ４
を融解したものであって、過熱されていないものである
こと、（２）融液が過冷却状態から凝固するにふされし
い温度環境のもとに置かれていること、である。
これらの条件は炉の構造を考慮することにより、引上法
においても実現可能なことが多くの実験の結果かられか
った。本発明はこの実験事実に基づくものである。
においても実現可能なことが多くの実験の結果かられか
った。本発明はこの実験事実に基づくものである。
（実施例）
原料となるｐ−ＢａＢ２Ｏ４はつぎのようにして製作し
た。純度９９．９９９５％のＢａＣＯ３と純度９９．９
９９９％のＨ３Ｂ０３粉末をモル比で１：２に合計５０
０グラム秤取し、乾燥空気中で、乳鉢を用いて混合した
。これを白金坩堝に移し、電気炉で毎時５０’Ｃの昇温
速度で１２５０°Ｃまで加熱し、３時間定温に保った後
毎時１０°Ｃの降温速度で１０００°Ｃまで下げ、その
後炉から取り出し放冷した。出来上がった固化物はＸ線
粉末法の測定でｐ相であることを確認した。
た。純度９９．９９９５％のＢａＣＯ３と純度９９．９
９９９％のＨ３Ｂ０３粉末をモル比で１：２に合計５０
０グラム秤取し、乾燥空気中で、乳鉢を用いて混合した
。これを白金坩堝に移し、電気炉で毎時５０’Ｃの昇温
速度で１２５０°Ｃまで加熱し、３時間定温に保った後
毎時１０°Ｃの降温速度で１０００°Ｃまで下げ、その
後炉から取り出し放冷した。出来上がった固化物はＸ線
粉末法の測定でｐ相であることを確認した。
次にこの固化物を直径４０ｍｍ、深さ４０ｍｍの白金製
の坩堝に熔解充填し、通常の単結晶引上装置で、空気中
で引上育成を行なった。坩堝上部はアルミナ耐火物で保
）話し、融体直上１ｃｍまでの温度勾配は約６００°Ｃ
／ａｍであった。種子は１３−ＢａＢ２Ｏ４のＣ軸棒、
回転数毎分１５回転、引上速度毎時０．３ｍｍで、１５
時間の育成で、直径約８ｍｍ、直胴部長約１０ｍｍの透
明単結晶を得た。Ｘ線検査でｐ相であることが確認され
た。さらに、この結晶を育成方向に垂直に切断し厚さ５
ｍｍの板状に光学研磨を施し、波長１．０６ｐｍのＮｄ
：ＹＡＧレーザ光（ＣＷ、５Ｗ）を透過させたところ、
板を二十数度傾けたところで、第二高調波の緑色光（波
長（１５３ｐｍ）を肉眼で確認することが出来た。
の坩堝に熔解充填し、通常の単結晶引上装置で、空気中
で引上育成を行なった。坩堝上部はアルミナ耐火物で保
）話し、融体直上１ｃｍまでの温度勾配は約６００°Ｃ
／ａｍであった。種子は１３−ＢａＢ２Ｏ４のＣ軸棒、
回転数毎分１５回転、引上速度毎時０．３ｍｍで、１５
時間の育成で、直径約８ｍｍ、直胴部長約１０ｍｍの透
明単結晶を得た。Ｘ線検査でｐ相であることが確認され
た。さらに、この結晶を育成方向に垂直に切断し厚さ５
ｍｍの板状に光学研磨を施し、波長１．０６ｐｍのＮｄ
：ＹＡＧレーザ光（ＣＷ、５Ｗ）を透過させたところ、
板を二十数度傾けたところで、第二高調波の緑色光（波
長（１５３ｐｍ）を肉眼で確認することが出来た。
（発明の効果）
本発明によれば、従来のフラックス育成方法に比べて著
しく短時間で不純物混入のない良質のり−ＢａＢ２ｏ４
を得ることが出来る。
しく短時間で不純物混入のない良質のり−ＢａＢ２ｏ４
を得ることが出来る。
第１図は本発明の詳細な説明するための、ＢａＢ２Ｏ４
−Ｎａ２Ｏ二元系平衡状図である。
−Ｎａ２Ｏ二元系平衡状図である。
Claims (1)
- 坩堝内の熔融原料から種子結晶を用いて単結晶を引上育
成する引上法によりβ−ＢａＢ＿２Ｏ＿４（ベータ・バ
リウムボレイト）単結晶を育成する際、坩堝への充填原
料として、β−ＢａＢ＿２Ｏ＿４の結晶構造を有する結
晶塊ないしは結晶粉のみを用い、フラックスを使用しな
いことを特徴とする単結晶育成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32520288A JP2647940B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | 単結晶育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32520288A JP2647940B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | 単結晶育成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02172892A true JPH02172892A (ja) | 1990-07-04 |
| JP2647940B2 JP2647940B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=18174162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32520288A Expired - Fee Related JP2647940B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | 単結晶育成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2647940B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0664994A (ja) * | 1992-06-18 | 1994-03-08 | Nec Corp | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP32520288A patent/JP2647940B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0664994A (ja) * | 1992-06-18 | 1994-03-08 | Nec Corp | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
| US5454345A (en) * | 1992-06-18 | 1995-10-03 | Nec Corporation | Method of growing single crystal of β-barium borate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2647940B2 (ja) | 1997-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |