JPH03170390A - 結晶成長方法およびその装置 - Google Patents
結晶成長方法およびその装置Info
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- JPH03170390A JPH03170390A JP31001489A JP31001489A JPH03170390A JP H03170390 A JPH03170390 A JP H03170390A JP 31001489 A JP31001489 A JP 31001489A JP 31001489 A JP31001489 A JP 31001489A JP H03170390 A JPH03170390 A JP H03170390A
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- 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〕
本発明は、無機および有機質の固体物質を結晶として析
出成長させるための方法とその装置に関し、特にＳＡＷ
デバイス、圧電・焦電デバイス、バブルメモリー、シン
チレーター、光変調・逓倍などの非線形光学効果デバイ
ス、固体レーザーのような工業材料として多様な分野で
用いられる単結晶エレクトロニクスデバイスの材料作製
に有用な各種結晶の成長方法および結晶を成長させるた
めの装置に関する。
出成長させるための方法とその装置に関し、特にＳＡＷ
デバイス、圧電・焦電デバイス、バブルメモリー、シン
チレーター、光変調・逓倍などの非線形光学効果デバイ
ス、固体レーザーのような工業材料として多様な分野で
用いられる単結晶エレクトロニクスデバイスの材料作製
に有用な各種結晶の成長方法および結晶を成長させるた
めの装置に関する。
無機および有機物質の結晶を成長させるにあたっては、
それぞれの目的に応じて生威しようとする結晶の物理的
、化学的、結晶学的あるいは鉱物的な性質の大要を知る
必要があり、その目的に適合した結晶化の方法および装
置の開発が必要となる。
それぞれの目的に応じて生威しようとする結晶の物理的
、化学的、結晶学的あるいは鉱物的な性質の大要を知る
必要があり、その目的に適合した結晶化の方法および装
置の開発が必要となる。
実際の結晶育戒方法は極めて多種多様であるが、これを
結晶化の機構からみると、融体からの固化、溶液からの
析出、気相からの析出および固相粒子成長の態様に大別
することができる。このうち最も一般的な結晶化方法は
溶液からの析出である。
結晶化の機構からみると、融体からの固化、溶液からの
析出、気相からの析出および固相粒子成長の態様に大別
することができる。このうち最も一般的な結晶化方法は
溶液からの析出である。
該溶液析出法には溶媒蒸発法と溶液冷却法とがあるが、
いずれの方法を適用する場合にも良質で大型の結晶を得
るためには、極めて精密な条件制御と複雑で大きな装置
が必要である。
いずれの方法を適用する場合にも良質で大型の結晶を得
るためには、極めて精密な条件制御と複雑で大きな装置
が必要である。
上記のとおり従来の結晶化手段では、最も簡便とされて
いる溶媒蒸発法や溶液冷却法においても精密なコントロ
ールが困難な蒸発または冷却速度等の条件制御が要求さ
れ、そのほか例えば用いる溶媒の蒸気圧が高くなければ
ならないとか、溶解度が温度によって大きく異なるなど
の制約条件が多く、その装置構造も複雑かつ大型化する
問題点がある。
いる溶媒蒸発法や溶液冷却法においても精密なコントロ
ールが困難な蒸発または冷却速度等の条件制御が要求さ
れ、そのほか例えば用いる溶媒の蒸気圧が高くなければ
ならないとか、溶解度が温度によって大きく異なるなど
の制約条件が多く、その装置構造も複雑かつ大型化する
問題点がある。
このような実情から、容易な条件制御により良質で大型
結晶の析出が可能な結晶成長方法および構造が簡単でコ
ンパクトな結晶成長装置の開発が重要な課題となってい
る。
結晶の析出が可能な結晶成長方法および構造が簡単でコ
ンパクトな結晶成長装置の開発が重要な課題となってい
る。
発明者らは溶媒蒸発法および溶液冷却法の改良について
鋭意研究を重ねた結果、対象物質の飽和溶液の温度差に
よる密度の差を利用すると良質の結晶轡長が可能となる
事実を確認して本発明の開発に至ったものである。
鋭意研究を重ねた結果、対象物質の飽和溶液の温度差に
よる密度の差を利用すると良質の結晶轡長が可能となる
事実を確認して本発明の開発に至ったものである。
したがって、本発明の目的は、結晶化条件のコントロー
ル性が良く、簡単でコンバク１・な装置により良質で多
様性のある大型単結晶を得るための結晶成長方法および
その装置を提供しようとするところにある。
ル性が良く、簡単でコンバク１・な装置により良質で多
様性のある大型単結晶を得るための結晶成長方法および
その装置を提供しようとするところにある。
上記の目的を達威するための本発明による結晶成長方法
は、固体物質を溶解させて飽和溶液とする溶解工程と前
記飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長させる成
長工程とからなり、これら２工程の温度水準に差を設け
、生じる密度の差により溶解工程の飽和溶液を成長工程
に移送し、成長工程において溶解度の差から固体物質を
結晶として析出成長させることを構威上の特徴とするも
のである。
は、固体物質を溶解させて飽和溶液とする溶解工程と前
記飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長させる成
長工程とからなり、これら２工程の温度水準に差を設け
、生じる密度の差により溶解工程の飽和溶液を成長工程
に移送し、成長工程において溶解度の差から固体物質を
結晶として析出成長させることを構威上の特徴とするも
のである。
従来の溶媒蒸発法は等温プロセスである。このため、温
度を降下させる溶液冷却法に比べて組或変化を起こし難
い利点はあるものの、蒸気圧の低い溶媒を使用した場合
には、温度を高くしたり、減圧してやる必要がある。温
度制御の点からは一定温度に保持する工程を採ることが
条件的に温度の安定性が得られ易い。
度を降下させる溶液冷却法に比べて組或変化を起こし難
い利点はあるものの、蒸気圧の低い溶媒を使用した場合
には、温度を高くしたり、減圧してやる必要がある。温
度制御の点からは一定温度に保持する工程を採ることが
条件的に温度の安定性が得られ易い。
本発明の結晶成長法においては、工程を溶解工程と成長
工程に分離し、それぞれの工程において一定の温度水準
に保持するだけで足りるから、温度管理が極めて簡単に
おこなわれる。
工程に分離し、それぞれの工程において一定の温度水準
に保持するだけで足りるから、温度管理が極めて簡単に
おこなわれる。
上記の方法に使用される本発明の結晶成長装置は、固体
物質を溶解して飽和溶液を形威するための溶解槽と前記
飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長させるため
の成長槽を各独立して温度制御できる機構形態で上下に
配置し、前記溶解槽と成長槽とを溶液移送管を介して連
結してなる密閉構造のものである。
物質を溶解して飽和溶液を形威するための溶解槽と前記
飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長させるため
の成長槽を各独立して温度制御できる機構形態で上下に
配置し、前記溶解槽と成長槽とを溶液移送管を介して連
結してなる密閉構造のものである。
図は本発明装置の１例を示した断面図で、１は素結晶か
らなる固体物質を溶解して飽和溶液を形或するための溶
解槽、２は飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長
させるための成長槽である。
らなる固体物質を溶解して飽和溶液を形或するための溶
解槽、２は飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長
させるための成長槽である。
溶解槽ｌは本体部分が恒温水を流通するジャケット３で
構威された独立の恒温槽形態を呈しており、上部に蓋体
４が載置され、また槽底部には成長槽２の内部まで垂直
に伸びる溶液移送管５が設置されている。成長槽２は溶
解槽ｌと同様に本体部分が恒温水を流通するジャケット
３′で構威された独立の恒温槽形態を備え、上部に内圧
調整コック６を付設した蓋体４′が載置されている。そ
して、溶液槽１と成長槽２は前記蓋体４′に設けられた
上下槽連結部７によって密閉状に連結配置した構造とな
っている。
構威された独立の恒温槽形態を呈しており、上部に蓋体
４が載置され、また槽底部には成長槽２の内部まで垂直
に伸びる溶液移送管５が設置されている。成長槽２は溶
解槽ｌと同様に本体部分が恒温水を流通するジャケット
３′で構威された独立の恒温槽形態を備え、上部に内圧
調整コック６を付設した蓋体４′が載置されている。そ
して、溶液槽１と成長槽２は前記蓋体４′に設けられた
上下槽連結部７によって密閉状に連結配置した構造とな
っている。
実施にあたっては、溶解槽ｌおよび成長槽２を一定温度
に保温し、素結晶８を円筒濾紙９に入れて溶解槽１の内
部にセットしたのち、溶解槽１に所定量の溶媒を流入し
、この状態で飽和溶液になるまで放置する。ついで、成
長槽２に種結晶１０を入れ、溶液槽１の温度を成長槽２
より昇温させて上下槽間に温度差を設けると密度が上昇
した飽和溶液は溶液移送管５を通って自動的に流下し、
温度の低い種結晶１０上に結晶として析出成長ずる。
に保温し、素結晶８を円筒濾紙９に入れて溶解槽１の内
部にセットしたのち、溶解槽１に所定量の溶媒を流入し
、この状態で飽和溶液になるまで放置する。ついで、成
長槽２に種結晶１０を入れ、溶液槽１の温度を成長槽２
より昇温させて上下槽間に温度差を設けると密度が上昇
した飽和溶液は溶液移送管５を通って自動的に流下し、
温度の低い種結晶１０上に結晶として析出成長ずる。
上記の態様は、溶解度の温度係数が正であり、溶解度が
大きくなるとその飽和溶液の密度が高くなるケースにつ
いての例であるが、溶解度の温度係数が負の場合には、
溶液槽１の温度を成長槽２より低い一定水準に保てばよ
い。また、溶解度が大きくなると飽和溶液の密度が低下
するケースでは、溶液槽１と成長槽２の上下を逆にし、
上槽側に種結晶を置き、上槽部で結晶成長をさせる。
大きくなるとその飽和溶液の密度が高くなるケースにつ
いての例であるが、溶解度の温度係数が負の場合には、
溶液槽１の温度を成長槽２より低い一定水準に保てばよ
い。また、溶解度が大きくなると飽和溶液の密度が低下
するケースでは、溶液槽１と成長槽２の上下を逆にし、
上槽側に種結晶を置き、上槽部で結晶成長をさせる。
このような機構を介して、成長工程における溶解度の差
から対象となる固体物質は良質で大型の結晶として効率
的に析出成長ずる。
から対象となる固体物質は良質で大型の結晶として効率
的に析出成長ずる。
本発明の構威によれば、温度差による密度ならびに溶解
度の差を巧みに利用することにより常に良質かつ大型の
結晶を効率的に析出成長させることが可能となる。
度の差を巧みに利用することにより常に良質かつ大型の
結晶を効率的に析出成長させることが可能となる。
一般に、溶媒蒸発法または溶液冷却法による結晶成長に
おいては溶液温度および溶液量の減少を伴うため、結晶
成長過程での溶液条件は常に変化し、良質の結晶を成長
させるための制御が難しくなる。これに対し、本発明の
結晶成長方法および装置を用いれば溶液温度、溶液量と
もに変動のない一定水準に保持することができ、温度調
整も独立した上下槽について円滑におこなうことができ
るから制御管理が容易である。そのうえ、装置構造が密
閉系であるので、異物の混入のない高純度の結晶が得ら
れる。
おいては溶液温度および溶液量の減少を伴うため、結晶
成長過程での溶液条件は常に変化し、良質の結晶を成長
させるための制御が難しくなる。これに対し、本発明の
結晶成長方法および装置を用いれば溶液温度、溶液量と
もに変動のない一定水準に保持することができ、温度調
整も独立した上下槽について円滑におこなうことができ
るから制御管理が容易である。そのうえ、装置構造が密
閉系であるので、異物の混入のない高純度の結晶が得ら
れる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１
図示構造の装置を用い、溶解槽１および成長槽２を共に
目的成長温度の２５゜Ｃに保持して溶液槽２に溶媒とし
て水を充満（約２００ｇ）１、，た。円筒濾紙９に固体
物質としてリン酸２水素アンモニウム（ＡＤＰ）の素結
晶８約１００ｇを入れ、溶液槽１内に浸漬し、蓋体４を
被せた。
目的成長温度の２５゜Ｃに保持して溶液槽２に溶媒とし
て水を充満（約２００ｇ）１、，た。円筒濾紙９に固体
物質としてリン酸２水素アンモニウム（ＡＤＰ）の素結
晶８約１００ｇを入れ、溶液槽１内に浸漬し、蓋体４を
被せた。
この状態で１週間放置し、飽和溶液を作或した。
ついで、成長槽２に種結晶１０（長さ３ｍｍ）を投入し
たのち溶液槽１の温度を２８゜Ｃまで昇温し、その温度
水準に保って種結晶面に結晶を析出成長させた。
たのち溶液槽１の温度を２８゜Ｃまで昇温し、その温度
水準に保って種結晶面に結晶を析出成長させた。
得られたリン酸２水素アンモニウム（ＡＤＰ）の結晶は
、長さ７０ｍｍ程度の良質な棒状単結晶であった。
、長さ７０ｍｍ程度の良質な棒状単結晶であった。
実施例２
実施例１と同一の条件により、円筒濾紙内にリン酸２水
素カリウム（ＫＤＰ）ｌｏｎｇを入れて種結晶（形状２
×２×１ｍｍ）を成長させたところ、２０Ｘ２０Ｘ３０
ｍｍ程に成長した良質の単結晶が得られた。
素カリウム（ＫＤＰ）ｌｏｎｇを入れて種結晶（形状２
×２×１ｍｍ）を成長させたところ、２０Ｘ２０Ｘ３０
ｍｍ程に成長した良質の単結晶が得られた。
実施例３
溶媒としてアセトン（約２００ｇ）を用い、素結晶とし
てｍ−クロロニトロベンゼン約１５０ｇを円筒濾紙に入
れたほかは実施例ｌと同様にして種結晶を成長させた。
てｍ−クロロニトロベンゼン約１５０ｇを円筒濾紙に入
れたほかは実施例ｌと同様にして種結晶を成長させた。
その結果、良質な１４面体の単結晶が得られた。
実施例４
溶媒としてアセトン（約２００ｇ）を用い、素結晶とし
てカルコン約５０ｇを円筒濾紙に入れたほかは実施例１
と同様にして種結晶を成長させたところ、良質な板状単
結晶が得られた。
てカルコン約５０ｇを円筒濾紙に入れたほかは実施例１
と同様にして種結晶を成長させたところ、良質な板状単
結晶が得られた。
実施例５
溶媒としてアセトン（約２００ｇ）を用い、素結晶とし
てｐ−アξノ酸安息香酸エチルエステル約１００ｇを入
れたほかは実施例１と同様にして種結晶を成長させたと
ころ、良質な板状単結晶が得られた。
てｐ−アξノ酸安息香酸エチルエステル約１００ｇを入
れたほかは実施例１と同様にして種結晶を成長させたと
ころ、良質な板状単結晶が得られた。
実施例６
溶媒としてテトラヒドロフラン（約２００ｇ）を用い、
素結晶としてＮ−メトキシメチル−４ニトロアニリン約
２００ｇを入れたほかは実施例１と同様にして種結晶を
成長させたところ、良質な棒状単結晶が得られた。
素結晶としてＮ−メトキシメチル−４ニトロアニリン約
２００ｇを入れたほかは実施例１と同様にして種結晶を
成長させたところ、良質な棒状単結晶が得られた。
比較例
実施例１〜６の固体物質につき従来の溶媒蒸発法を用い
て結晶成長をさせたところ、いずれのサンプルにおいて
も本発明により析出成長させた結晶を上廻る質および大
きさの単結晶は得られなかった。
て結晶成長をさせたところ、いずれのサンプルにおいて
も本発明により析出成長させた結晶を上廻る質および大
きさの単結晶は得られなかった。
以上のとおり、温度差による飽和溶液の密度差を利用す
る機構の本発明に係る結晶成長方法によれば、溶解工程
と成長工程それぞれの溶液温度を一定水準に保つだけで
良質の結晶を容易に析出成長させることができる。また
、従来の溶媒蒸発法や溶液冷却法では飽和溶液の初期条
件に制約を受ける関係で大型槽が必要になるのに対し、
本発明によれば素結晶の追加のみで連続的に結晶の析出
成長が可能となるから装置がコンパクトで簡易な構造と
なる。
る機構の本発明に係る結晶成長方法によれば、溶解工程
と成長工程それぞれの溶液温度を一定水準に保つだけで
良質の結晶を容易に析出成長させることができる。また
、従来の溶媒蒸発法や溶液冷却法では飽和溶液の初期条
件に制約を受ける関係で大型槽が必要になるのに対し、
本発明によれば素結晶の追加のみで連続的に結晶の析出
成長が可能となるから装置がコンパクトで簡易な構造と
なる。
図は本発明の結晶成長装置を例示した断面図である。
■・・・溶解槽 ２・・・成長槽３、３′・
・・ジャケット ４、４′・・・蓋体５・・・溶液移送
管 ６・・・内圧調整コックｌ１ ７・・・上下槽連結部 ８・・・素結晶 ９・・・円筒濾紙 １０・・・種結晶
・・ジャケット ４、４′・・・蓋体５・・・溶液移送
管 ６・・・内圧調整コックｌ１ ７・・・上下槽連結部 ８・・・素結晶 ９・・・円筒濾紙 １０・・・種結晶
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、固体物質を溶解させて飽和溶液とする溶解工程と前
記飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長させる成
長工程とからなり、これら２工程の温度水準に差を設け
、生じる密度の差により溶解工程の飽和溶液を成長工程
に移送し、成長工程において溶解度の差から固体物質を
結晶として析出成長させることを特徴とする結晶成長方
法。 ２、固体物質を溶解して飽和溶液を形成するための溶解
槽と前記飽和溶液から固体物質を結晶として析出成長さ
せるための成長槽を各独立して温度制御できる機構形態
で上下に配置し、前記溶解槽と成長槽とを溶液移送管を
介して連結してなる密閉構造の結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1310014A JPH0742189B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 結晶成長方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1310014A JPH0742189B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 結晶成長方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170390A true JPH03170390A (ja) | 1991-07-23 |
| JPH0742189B2 JPH0742189B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=18000115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1310014A Expired - Lifetime JPH0742189B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 結晶成長方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742189B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010511589A (ja) * | 2006-12-06 | 2010-04-15 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス） | 静的条件下における溶液中の結晶成長 |
| KR101651438B1 (ko) * | 2015-07-01 | 2016-08-26 | 주식회사 디에스알 | 롤러 블라인드의 샤프트 조립체 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5291800A (en) * | 1976-01-26 | 1977-08-02 | Commissariat Energie Atomique | Manufacturing process for single crystal of alpha mercury iodide |
-
1989
- 1989-11-28 JP JP1310014A patent/JPH0742189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5291800A (en) * | 1976-01-26 | 1977-08-02 | Commissariat Energie Atomique | Manufacturing process for single crystal of alpha mercury iodide |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010511589A (ja) * | 2006-12-06 | 2010-04-15 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス） | 静的条件下における溶液中の結晶成長 |
| US8771379B2 (en) | 2006-12-06 | 2014-07-08 | Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) | Crystal growth in solution under static conditions |
| KR101651438B1 (ko) * | 2015-07-01 | 2016-08-26 | 주식회사 디에스알 | 롤러 블라인드의 샤프트 조립체 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0742189B2 (ja) | 1995-05-10 |
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