JPH0471037B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0471037B2 JPH0471037B2 JP60181139A JP18113985A JPH0471037B2 JP H0471037 B2 JPH0471037 B2 JP H0471037B2 JP 60181139 A JP60181139 A JP 60181139A JP 18113985 A JP18113985 A JP 18113985A JP H0471037 B2 JPH0471037 B2 JP H0471037B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- crystals
- seed crystal
- crystal
- mol
- 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 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 7
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000007891 compressed tablet Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はゲルマニウム酸ビスマス
（Bi4Ge3O12）の製造方法に関するものである。
（Bi4Ge3O12）の製造方法に関するものである。
BGOと略記され、Bi4G3O12なる組成を有する
ゲルマニウム酸ビスマス結晶はそのシンチレーシ
ヨン特性のために著しく注目を引いている。この
結晶は種々の用途、例えば、高分解能電磁式熱量
計における検出器としてまたはトモグラフイー装
置におけるＸ線検出器として適している。
ゲルマニウム酸ビスマス結晶はそのシンチレーシ
ヨン特性のために著しく注目を引いている。この
結晶は種々の用途、例えば、高分解能電磁式熱量
計における検出器としてまたはトモグラフイー装
置におけるＸ線検出器として適している。
今日までかかる結晶を製造する通常の方法はチ
ヨクラルスキー法である。この方法によれば、種
晶を溶融物の表面と接触させ、次いでこの種晶を
正確に制御された速度で引上げる。この方法は、
るつぼ内では結晶が成長せず冷却されないため、
追加の熱機械的応力が導入されない利点を有す
る。しかし、この方法の欠点は、「ヌークリア・
インスツルメンツ・アンド・メソーヅ・イン・フ
イジークス・リサーチ（Nuclear Instruments
and Methods in Physics Research）、225、500
〜504（1984）」に掲載されているイー・ロレンツ
（Ｅ・Lorenz）の論文「高エネルギー物理学にお
けるBGOの開発状況および将来の展望」に記載
されているように、溶融物の著しい循環が起り、
このため不純物が溶融物中に導入されることであ
る。この結果収率が著しく低下する。
ヨクラルスキー法である。この方法によれば、種
晶を溶融物の表面と接触させ、次いでこの種晶を
正確に制御された速度で引上げる。この方法は、
るつぼ内では結晶が成長せず冷却されないため、
追加の熱機械的応力が導入されない利点を有す
る。しかし、この方法の欠点は、「ヌークリア・
インスツルメンツ・アンド・メソーヅ・イン・フ
イジークス・リサーチ（Nuclear Instruments
and Methods in Physics Research）、225、500
〜504（1984）」に掲載されているイー・ロレンツ
（Ｅ・Lorenz）の論文「高エネルギー物理学にお
けるBGOの開発状況および将来の展望」に記載
されているように、溶融物の著しい循環が起り、
このため不純物が溶融物中に導入されることであ
る。この結果収率が著しく低下する。
また、上述の刊行物においてイー・ロレンツが
明らかにしたように、BGO結晶を成長させるブ
リツジマン法が提案されている。この方法によれ
ば、出発物質をるつぼ内で溶融し、種晶と接触さ
せたまま、温度勾配を有する炉内で、種晶から結
晶が成長するように移動させる。この方法の利点
は、るつぼとして特定の形状のものを選定するこ
とにより、結晶に所要の形状を付与できること
で、これはチヨクラルスキー法では不可能であ
る。
明らかにしたように、BGO結晶を成長させるブ
リツジマン法が提案されている。この方法によれ
ば、出発物質をるつぼ内で溶融し、種晶と接触さ
せたまま、温度勾配を有する炉内で、種晶から結
晶が成長するように移動させる。この方法の利点
は、るつぼとして特定の形状のものを選定するこ
とにより、結晶に所要の形状を付与できること
で、これはチヨクラルスキー法では不可能であ
る。
しかし、ブリツジマン法は、チヨクラルスキー
法と全く同様に、介在物の形態の重大な結晶欠陥
を伴うことが分つた。かかる介在物は例えば、
GeO2、Bi2Ge3O9、Bi12GeO20またはBi2GeO5で
ある。
法と全く同様に、介在物の形態の重大な結晶欠陥
を伴うことが分つた。かかる介在物は例えば、
GeO2、Bi2Ge3O9、Bi12GeO20またはBi2GeO5で
ある。
驚くべきことに、本発明においては、Bi2O3と
GeO2との出発混合物の化学量論をBi2O3が少なく
なるように変化させると、この結果成長プロセス
の初期に生ずる介在物の小さい区域を無視すれば
実際の用途に全く受入れられるような低濃度の介
在物を有するタイプの結晶が生成することを見い
出した。ゲルマニウム酸ビスマス結晶が比較的少
ない転位および他の欠点を有している場合には、
このため放射に曝された際に損傷の起る可能性が
小さくなる。
GeO2との出発混合物の化学量論をBi2O3が少なく
なるように変化させると、この結果成長プロセス
の初期に生ずる介在物の小さい区域を無視すれば
実際の用途に全く受入れられるような低濃度の介
在物を有するタイプの結晶が生成することを見い
出した。ゲルマニウム酸ビスマス結晶が比較的少
ない転位および他の欠点を有している場合には、
このため放射に曝された際に損傷の起る可能性が
小さくなる。
本発明は、出発混合物をるつぼ内で溶融し、生
成した溶融物を種晶と接触させたまま、温度勾配
を有する炉に関して前記温度勾配の方向に、前記
種晶から結晶が成長するような速度で、下方に移
動させることによりゲルマニウム酸ビスマス結晶
を製造するに当り、前記出発混合物が40.2〜40.5
モル％のBi2O3および59.8〜59.5モル％のGeO2な
る組成物を含有することを特徴とするゲルマニウ
ム酸ビスマス結晶の製造方法である。
成した溶融物を種晶と接触させたまま、温度勾配
を有する炉に関して前記温度勾配の方向に、前記
種晶から結晶が成長するような速度で、下方に移
動させることによりゲルマニウム酸ビスマス結晶
を製造するに当り、前記出発混合物が40.2〜40.5
モル％のBi2O3および59.8〜59.5モル％のGeO2な
る組成物を含有することを特徴とするゲルマニウ
ム酸ビスマス結晶の製造方法である。
実験の結果、39.4モル％、39.7モル％、39.75モ
ル％または40.0モル％のBi2O3を含有する出発混
合物は結晶全体に許容できない介在物を生ずるこ
とが分つた。40.6モル％またはこれ以上のBi2O3
を含有する出発混合物の場合には、介在物の存在
しない部分が漸次小さくなる。
ル％または40.0モル％のBi2O3を含有する出発混
合物は結晶全体に許容できない介在物を生ずるこ
とが分つた。40.6モル％またはこれ以上のBi2O3
を含有する出発混合物の場合には、介在物の存在
しない部分が漸次小さくなる。
40.2〜40.5モル％のBi2O3を含有する出発混合
物は完全な結晶を生成する。
物は完全な結晶を生成する。
次に本発明を図面を参照して実施例について説
明する。
明する。
添付図面に示すアンプル形白金るつぼにおい
て、最も太い部分の内径は20mm、最も細い部分で
ある軸部の内径は４mm、長さは約12mm、壁厚は
0.2mm、円錐部の角は70°±0.15′であつた。
Bi2O340.5モル％およびGeO259.5モル％の比の粉
末状Bi2O3と粉末状GeO2との混合物を、結合剤を
使用せずに圧縮した錠剤の形態でこのるつぼに入
れた。この錠剤の直径はるつぼの最も広い部分に
ほぼ嵌合する大きさであつた。るつぼの軸部に種
晶を入れた。この種晶は直径４mmで、軸部の軸線
と一致する〔110〕の結晶配向を有していた。種
晶はBGO（Bi4Ge3O12）の化学論量的組成を有し
ていた。
て、最も太い部分の内径は20mm、最も細い部分で
ある軸部の内径は４mm、長さは約12mm、壁厚は
0.2mm、円錐部の角は70°±0.15′であつた。
Bi2O340.5モル％およびGeO259.5モル％の比の粉
末状Bi2O3と粉末状GeO2との混合物を、結合剤を
使用せずに圧縮した錠剤の形態でこのるつぼに入
れた。この錠剤の直径はるつぼの最も広い部分に
ほぼ嵌合する大きさであつた。るつぼの軸部に種
晶を入れた。この種晶は直径４mmで、軸部の軸線
と一致する〔110〕の結晶配向を有していた。種
晶はBGO（Bi4Ge3O12）の化学論量的組成を有し
ていた。
このるつぼを抵抗加熱炉内に入れた。この炉は
内径45mm、全長75cmで、抵抗素子は多数の部分か
らなり、温度勾配を確立することができた。この
炉は1070℃の温度に維持されている80cmの頂部区
域と、10℃／cmの温度勾配を有する６cmの区域
と、1010℃の温度に一定に維持されている30cmの
下部区域を有していた。
内径45mm、全長75cmで、抵抗素子は多数の部分か
らなり、温度勾配を確立することができた。この
炉は1070℃の温度に維持されている80cmの頂部区
域と、10℃／cmの温度勾配を有する６cmの区域
と、1010℃の温度に一定に維持されている30cmの
下部区域を有していた。
先ず、るつぼを1070℃区域内の静止位置に置
き、酸化物混合物が溶融して均一になるまでその
位置に維持した。平衡に達したことが目で観察さ
れた際に、るつぼを1.1ｍ／時間の速度で温度勾
配を有する区域に通した。全成長プロセス中に純
酸素を用いて炉を充分洗浄した。1010℃区域の底
部において、スイツチオフした状態の炉内でるつ
ぼを20℃／時間の速度で周囲温度まで冷却した。
冷却した結晶から白金るつぼを抜取り、介在物を
含有する円錐部を切除した。長さ８cm、直径20mm
の完全結晶を得た。
き、酸化物混合物が溶融して均一になるまでその
位置に維持した。平衡に達したことが目で観察さ
れた際に、るつぼを1.1ｍ／時間の速度で温度勾
配を有する区域に通した。全成長プロセス中に純
酸素を用いて炉を充分洗浄した。1010℃区域の底
部において、スイツチオフした状態の炉内でるつ
ぼを20℃／時間の速度で周囲温度まで冷却した。
冷却した結晶から白金るつぼを抜取り、介在物を
含有する円錐部を切除した。長さ８cm、直径20mm
の完全結晶を得た。
添付図面は本発明方法に用いるアンプル形るつ
ぼの一例の側面図である。
ぼの一例の側面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 出発混合物をるつぼ内で溶融し、生成した溶
融物を種晶と接触させたまま、温度勾配を有する
炉に関して前記温度勾配の方向に、前記種晶から
結晶が成長するような速度で、下方に移動させる
ことによりゲルマニウム酸ビスマス結晶を製造す
るに当り、 前記出発混合物が40.2〜40.5モル％のBi2O3お
よび59.8〜59.5モル％のGeO2を含有することを特
徴とするゲルマニウム酸ビスマス結晶の製造方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8402575A NL8402575A (nl) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | Werkwijze voor de vervaardiging van bismuthgermanaatkristallen. |
| NL8402575 | 1984-08-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6158898A JPS6158898A (ja) | 1986-03-26 |
| JPH0471037B2 true JPH0471037B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=19844356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60181139A Granted JPS6158898A (ja) | 1984-08-23 | 1985-08-20 | ゲルマニウム酸ビスマス結晶の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4708763A (ja) |
| EP (1) | EP0174672B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6158898A (ja) |
| CA (1) | CA1253776A (ja) |
| DE (1) | DE3563225D1 (ja) |
| IL (1) | IL76146A (ja) |
| NL (1) | NL8402575A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8800155A (nl) * | 1988-01-25 | 1989-08-16 | Philips Nv | Granaat en werkwijzen voor het bereiden van een granaat. |
| US5169486A (en) * | 1991-03-06 | 1992-12-08 | Bestal Corporation | Crystal growth apparatus and process |
| CN103695994B (zh) * | 2013-12-17 | 2016-08-17 | 清远先导材料有限公司 | 一种锗酸铋单晶体的生长方法 |
| RU2687924C1 (ru) * | 2018-06-26 | 2019-05-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ получения германата висмута Bi2Ge3O9 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1793672A (en) * | 1926-02-16 | 1931-02-24 | Percy W Bridgman | Crystals and their manufacture |
| US2816050A (en) * | 1953-12-18 | 1957-12-10 | Ibm | Method of forming monocrystals |
| US2835614A (en) * | 1955-11-30 | 1958-05-20 | Raulaud Corp | Method of manufacturing crystalline material |
| US3060065A (en) * | 1959-08-06 | 1962-10-23 | Theodore H Orem | Method for the growth of preferentially oriented single crystals of metals |
| BE754962A (fr) * | 1969-08-20 | 1971-02-01 | Western Electric Co | Procede de production de solides par solidification orientee |
| FR2548689B1 (fr) * | 1983-07-07 | 1985-11-08 | Crismatec | Procede de fabrication de monocristaux de germanate de bismuth a fort rendement de scintillation |
-
1984
- 1984-08-23 NL NL8402575A patent/NL8402575A/nl not_active Application Discontinuation
-
1985
- 1985-07-12 DE DE8585201183T patent/DE3563225D1/de not_active Expired
- 1985-07-12 EP EP85201183A patent/EP0174672B1/en not_active Expired
- 1985-08-20 JP JP60181139A patent/JPS6158898A/ja active Granted
- 1985-08-20 IL IL76146A patent/IL76146A/xx unknown
- 1985-08-22 CA CA000489274A patent/CA1253776A/en not_active Expired
-
1986
- 1986-12-09 US US06/940,237 patent/US4708763A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0174672A1 (en) | 1986-03-19 |
| NL8402575A (nl) | 1986-03-17 |
| CA1253776A (en) | 1989-05-09 |
| US4708763A (en) | 1987-11-24 |
| EP0174672B1 (en) | 1988-06-08 |
| JPS6158898A (ja) | 1986-03-26 |
| IL76146A0 (en) | 1985-12-31 |
| IL76146A (en) | 1988-11-15 |
| DE3563225D1 (en) | 1988-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0471037B2 (ja) | ||
| US3607752A (en) | Process for the culture of large monocrystals of lithium niobate | |
| JP2636929B2 (ja) | ゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造方法 | |
| Allegretti et al. | Growth of BGO single crystals using a directional solidification technique | |
| JP3115145B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JPS55140792A (en) | Manufacture of 3-5 group compound semiconductor single crystal | |
| JP2543449B2 (ja) | 結晶成長方法および装置 | |
| JP2580523B2 (ja) | 二ホウ化チタン単結晶の育成法 | |
| JPH0471877B2 (ja) | ||
| JPS59107996A (ja) | 無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法 | |
| JPS60180989A (ja) | 化合物単結晶の製造方法 | |
| JPH01197382A (ja) | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ | |
| KR100321373B1 (ko) | 비스무스게르마늄산화물의결정제조방법 | |
| JPS6247000A (ja) | タングステン・カ−バイドの結晶体の製造法 | |
| Graves | Single crystal growth of calcium pyroniobate | |
| JPH0232238B2 (ja) | Gadoriniumutetsugaanetsutotanketsushonoseizohoho | |
| JP2622165B2 (ja) | ゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造方法 | |
| JPH01115897A (ja) | フッ化マグネシウム単結晶の製造方法 | |
| JPH0411513B2 (ja) | ||
| JPH06345583A (ja) | 単結晶製造方法及び単結晶製造装置 | |
| Baughman et al. | Crystal growth techniques for KVO3 | |
| JP2001026494A (ja) | 石英るつぼ | |
| JPH06345580A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JPS649665A (en) | Manufacture of radiation detection element | |
| Pazzi et al. | Bismuth Germanate (BGO) Growth And Properties |