JPH06166598A - テルビウムアルミネート単結晶とその製造方法 - Google Patents
テルビウムアルミネート単結晶とその製造方法Info
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- JPH06166598A JPH06166598A JP33969392A JP33969392A JPH06166598A JP H06166598 A JPH06166598 A JP H06166598A JP 33969392 A JP33969392 A JP 33969392A JP 33969392 A JP33969392 A JP 33969392A JP H06166598 A JPH06166598 A JP H06166598A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 少なくともテルビウム、アルミニウム、お
よび酸素を含むテルビウムアルミネート単結晶。そし
て、このテルビウムアルミネート単結晶を溶融固化法を
用いて育成する。 【効果】 任意の形状の高品質なテルビウムアルミネー
ト単結晶を提供可能で、あらゆる種類の高温酸化物超伝
導薄膜等に対して、その格子定数を適合させることがで
き、基板としての汎用性が高い。また、無色透明で可視
領域に吸収ピークのない、レーザホスト等の多用途な分
野の材料としても有用である。
よび酸素を含むテルビウムアルミネート単結晶。そし
て、このテルビウムアルミネート単結晶を溶融固化法を
用いて育成する。 【効果】 任意の形状の高品質なテルビウムアルミネー
ト単結晶を提供可能で、あらゆる種類の高温酸化物超伝
導薄膜等に対して、その格子定数を適合させることがで
き、基板としての汎用性が高い。また、無色透明で可視
領域に吸収ピークのない、レーザホスト等の多用途な分
野の材料としても有用である。
Description
【産業上の利用分野】この発明は、テルビウムアルミネ
ート単結晶とその製造方法に関するものである。さらに
詳しくは、この発明は、超伝導デバイスや固体レーザ発
振材料シンチレータ材料等に有用なテルビウムアルミネ
ート単結晶とその製造方法に関するものである。
ート単結晶とその製造方法に関するものである。さらに
詳しくは、この発明は、超伝導デバイスや固体レーザ発
振材料シンチレータ材料等に有用なテルビウムアルミネ
ート単結晶とその製造方法に関するものである。
【従来の技術とその課題】近年、高温酸化物超伝導技術
の発展にともなって、その電子材料や電子磁気デバイス
等への応用のための高性能な超伝導薄膜への関心が高ま
っている。そしてこの薄膜を実現していくための基板と
して無機酸化物単結晶が注目され、すでに各種のものが
検討されてもいる。たとえば、高温酸化物超伝導薄膜用
基板等の単結晶としては、浸没アーク溶融法により製造
されるMgO、ベルヌイ法により製造されるSrTiO3、チョ
クラルスキー法（CZ法）により製造されるLaGaO3、LaAl
O3、NdGaO3、LaGaO3等が知られている。 しかしなが
ら、これまでに知られている単結晶にはいずれも欠点が
あり、たとえば、浸没アーク溶融法から製造されるMgO
単結晶の場合には、浸没アーク溶融法の特徴である種結
晶を用いないことに起因して、単結晶にサブグレインが
存在するため、高品質の結晶を得ることが非常に困難で
ある。さらに、このような浸没アーク溶融法を用いての
単結晶の製造では、その単結晶を任意の大きさに育成で
きないという問題がある。また、ベルヌイ法により製造
されたSrTiO3単結晶の場合には、そのSrTiO3の転位密度
が比較的大きいため、良好な高温酸化物超伝導薄膜等が
形成しにくいという問題があり、さらに、単結晶を大口
径化したい場合でも、高々20〜30mmφ程度が限度とされ
るため、SrTiO3単結晶の利用には限界があった。最近に
なって、さらに高結晶品質および大口径化の重要性が認
識され、そのため、浸没アーク溶融法やベルヌイ法に代
わって、溶融固化法のひとつであるCZ法が一般的に利用
されるに至っており、このCZ法によって、LaGaO3、LaAl
O3、および、NdGaO3等が育成されている。しかしなが
ら、このCZ法においても、まだ解決しなければならない
問題がある。すなわち、このCZ法を用いてLaGaO3やLaAl
O3の単結晶を製造する場合、これらのLaGaO3とLaAlO
3は、室温から1000℃の間に相転移点が存在し、そのた
め、気相または液相法により高温酸化物超伝導薄膜等を
形成する際に、温度が相転移点に達する場合には、単結
晶内で相転移に伴う双晶が発生し、高温酸化物超伝導薄
膜と単結晶との整合性が損なわれる場合がある。また、
このCZ法を用いてNdGaO3単結晶を製造する場合には、Nd
GaO3に相転移に伴う双晶は存在しないものの、NdGaO3の
結晶中にクラックが生じやすく、育成が困難な場合があ
る。このように、従来の高温酸化物超伝導薄膜用基板の
単結晶においては、単結晶を任意の口径とすることや、
サブグレイン、双晶、クラック等の存在しない高品質な
単結晶とすることは極めて困難であった。この発明は以
上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従来の単
結晶の欠点を解消し、任意の口径に育成可能であって、
さらに、基板として、良好な結晶性を有する高温酸化物
超伝導薄膜を形成すことができる高品質な単結晶とその
製造方法を提供することを目的としている。
の発展にともなって、その電子材料や電子磁気デバイス
等への応用のための高性能な超伝導薄膜への関心が高ま
っている。そしてこの薄膜を実現していくための基板と
して無機酸化物単結晶が注目され、すでに各種のものが
検討されてもいる。たとえば、高温酸化物超伝導薄膜用
基板等の単結晶としては、浸没アーク溶融法により製造
されるMgO、ベルヌイ法により製造されるSrTiO3、チョ
クラルスキー法（CZ法）により製造されるLaGaO3、LaAl
O3、NdGaO3、LaGaO3等が知られている。 しかしなが
ら、これまでに知られている単結晶にはいずれも欠点が
あり、たとえば、浸没アーク溶融法から製造されるMgO
単結晶の場合には、浸没アーク溶融法の特徴である種結
晶を用いないことに起因して、単結晶にサブグレインが
存在するため、高品質の結晶を得ることが非常に困難で
ある。さらに、このような浸没アーク溶融法を用いての
単結晶の製造では、その単結晶を任意の大きさに育成で
きないという問題がある。また、ベルヌイ法により製造
されたSrTiO3単結晶の場合には、そのSrTiO3の転位密度
が比較的大きいため、良好な高温酸化物超伝導薄膜等が
形成しにくいという問題があり、さらに、単結晶を大口
径化したい場合でも、高々20〜30mmφ程度が限度とされ
るため、SrTiO3単結晶の利用には限界があった。最近に
なって、さらに高結晶品質および大口径化の重要性が認
識され、そのため、浸没アーク溶融法やベルヌイ法に代
わって、溶融固化法のひとつであるCZ法が一般的に利用
されるに至っており、このCZ法によって、LaGaO3、LaAl
O3、および、NdGaO3等が育成されている。しかしなが
ら、このCZ法においても、まだ解決しなければならない
問題がある。すなわち、このCZ法を用いてLaGaO3やLaAl
O3の単結晶を製造する場合、これらのLaGaO3とLaAlO
3は、室温から1000℃の間に相転移点が存在し、そのた
め、気相または液相法により高温酸化物超伝導薄膜等を
形成する際に、温度が相転移点に達する場合には、単結
晶内で相転移に伴う双晶が発生し、高温酸化物超伝導薄
膜と単結晶との整合性が損なわれる場合がある。また、
このCZ法を用いてNdGaO3単結晶を製造する場合には、Nd
GaO3に相転移に伴う双晶は存在しないものの、NdGaO3の
結晶中にクラックが生じやすく、育成が困難な場合があ
る。このように、従来の高温酸化物超伝導薄膜用基板の
単結晶においては、単結晶を任意の口径とすることや、
サブグレイン、双晶、クラック等の存在しない高品質な
単結晶とすることは極めて困難であった。この発明は以
上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従来の単
結晶の欠点を解消し、任意の口径に育成可能であって、
さらに、基板として、良好な結晶性を有する高温酸化物
超伝導薄膜を形成すことができる高品質な単結晶とその
製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、少なくともテルビウム、アルミ
ニウム、および酸素を含むことを特徴とするテルビウム
アルミネート単結晶を提供する。そしてまた、この発明
は、このテルビウムアルミネート単結晶を溶融固化法を
用いて育成することを特徴とする製造方法をも提供す
る。
を解決するものとして、少なくともテルビウム、アルミ
ニウム、および酸素を含むことを特徴とするテルビウム
アルミネート単結晶を提供する。そしてまた、この発明
は、このテルビウムアルミネート単結晶を溶融固化法を
用いて育成することを特徴とする製造方法をも提供す
る。
【作用】つまり、この発明においては、従来のMgO,SrTi
O3,LaGO3,LaAlO3,NdGaO3等に代わって、テルビウムアル
ミネート単結晶を提供し、これによって、高温酸化物超
伝導薄膜用基板として有用な高品質で任意の口径の単結
晶を提供可能とする。また、この発明においては、Nd
3+,Cr3+,Ti3+およびCe3+等の活性元素を添加することに
より、固体レーザ等の発振材料としても有用な、上記単
結晶を提供可能とする。さらに、この発明においては、
次式
O3,LaGO3,LaAlO3,NdGaO3等に代わって、テルビウムアル
ミネート単結晶を提供し、これによって、高温酸化物超
伝導薄膜用基板として有用な高品質で任意の口径の単結
晶を提供可能とする。また、この発明においては、Nd
3+,Cr3+,Ti3+およびCe3+等の活性元素を添加することに
より、固体レーザ等の発振材料としても有用な、上記単
結晶を提供可能とする。さらに、この発明においては、
次式
【化２】で表される単結晶やそのうちの可視領域で吸収
ピークを持たないものを好ましい態様としてもいる。溶
融固化による単結晶育成に際しては、育成雰囲気をたと
えば、水素または一酸化炭素、あるいは窒素、アルゴン
等の中性ガスに水素または一酸化炭素を混入した混合ガ
ス等を用いて還元性にすることで、テルビウムの価数を
制御することを可能とし、その結果、歪による割れが少
なく、可視領域に吸収のない無色透明で高品質名なテル
ビウムアルミネート単結晶を育成することを可能とす
る。テルビウムアルミネート単結晶の原料である酸化テ
ルビウムは、構造がTb4O7（Tb3+とTb4+の混合体）であ
るため、中性あるいは酸化性雰囲気でテルビウムアルミ
ネート単結晶を育成すると、結晶中にTb4+が取り込まれ
やすく、歪や着色の原因となる。従って、この発明によ
り非常に高品質で多用途の単結晶が提供される。無色透
明で可視領域で吸収が少なく、レーザホスト等の材料と
しても有用である。もちろん、CZ法の他にも、FZ法、ベ
ルヌイ法およびEFG法等の溶融固化法を用いてもよい。
以下実施例を示し、さらにこの発明について詳しく説明
する。
ピークを持たないものを好ましい態様としてもいる。溶
融固化による単結晶育成に際しては、育成雰囲気をたと
えば、水素または一酸化炭素、あるいは窒素、アルゴン
等の中性ガスに水素または一酸化炭素を混入した混合ガ
ス等を用いて還元性にすることで、テルビウムの価数を
制御することを可能とし、その結果、歪による割れが少
なく、可視領域に吸収のない無色透明で高品質名なテル
ビウムアルミネート単結晶を育成することを可能とす
る。テルビウムアルミネート単結晶の原料である酸化テ
ルビウムは、構造がTb4O7（Tb3+とTb4+の混合体）であ
るため、中性あるいは酸化性雰囲気でテルビウムアルミ
ネート単結晶を育成すると、結晶中にTb4+が取り込まれ
やすく、歪や着色の原因となる。従って、この発明によ
り非常に高品質で多用途の単結晶が提供される。無色透
明で可視領域で吸収が少なく、レーザホスト等の材料と
しても有用である。もちろん、CZ法の他にも、FZ法、ベ
ルヌイ法およびEFG法等の溶融固化法を用いてもよい。
以下実施例を示し、さらにこの発明について詳しく説明
する。
【実施例】実施例１ 高周波誘導加熱によるCZ法により単結晶の育成を行なっ
た。酸化テルビウムと酸化アルミニウムを、原子比で1:
1になるように調整した混合物としてイリジウムるつぼ
内に入れて、窒素+20%水素雰囲気で溶融してCZ法で育成
した。育成条件は、引き上げ方位(001)、結晶回転数20r
pm、引き上げ速度4.0mm/hrで、仕込み重量の約50%を引
き上げて単結晶を得た。得られた結晶は割れや双晶がな
く、サイズは25mmφ×100mmであった。結晶の色は無色
透明で、可視領域では吸収ピークは見られなかった。こ
れを化学分析した結果、原子比で、Tb:Al=1.0:1.0とな
っていた。実施例２ 原料として酸化テルビウム、酸化イットリウム、酸化ア
ルミニウムおよび酸化ガリウムを用い、引き上げ組成
が、（Tb0.9Y0.1）（Al0.9Ga0.1）O3になるよう調整し
た混合物を、イリジウムるつぼ内に入れ、窒素+5%CO雰
囲気で溶融し、CZ法で育成を行なった。育成条件とし
て、引き上げ方位（001）、結晶回転数20rpm、引き上げ
速度4.0mm/hrで仕込み重量の約50%を引き上げて結晶を
得た。得られた結晶は、割れや双晶がなく、サイズは25
mmφ×100mmであった結晶の色は無色透明で、可視領域
では吸収ピークは見られなかった。これを化学分析した
結果、引き上げ結晶の化学式は、（Tb0.9Y0.1）（Al0.9
Ga0.1）O3であった。
た。酸化テルビウムと酸化アルミニウムを、原子比で1:
1になるように調整した混合物としてイリジウムるつぼ
内に入れて、窒素+20%水素雰囲気で溶融してCZ法で育成
した。育成条件は、引き上げ方位(001)、結晶回転数20r
pm、引き上げ速度4.0mm/hrで、仕込み重量の約50%を引
き上げて単結晶を得た。得られた結晶は割れや双晶がな
く、サイズは25mmφ×100mmであった。結晶の色は無色
透明で、可視領域では吸収ピークは見られなかった。こ
れを化学分析した結果、原子比で、Tb:Al=1.0:1.0とな
っていた。実施例２ 原料として酸化テルビウム、酸化イットリウム、酸化ア
ルミニウムおよび酸化ガリウムを用い、引き上げ組成
が、（Tb0.9Y0.1）（Al0.9Ga0.1）O3になるよう調整し
た混合物を、イリジウムるつぼ内に入れ、窒素+5%CO雰
囲気で溶融し、CZ法で育成を行なった。育成条件とし
て、引き上げ方位（001）、結晶回転数20rpm、引き上げ
速度4.0mm/hrで仕込み重量の約50%を引き上げて結晶を
得た。得られた結晶は、割れや双晶がなく、サイズは25
mmφ×100mmであった結晶の色は無色透明で、可視領域
では吸収ピークは見られなかった。これを化学分析した
結果、引き上げ結晶の化学式は、（Tb0.9Y0.1）（Al0.9
Ga0.1）O3であった。
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
り、たとえば以下の優れた効果が得られる。 １）少なくともテルビウム、アルミニウムおよび酸素の
３元素を含む、相転移がなく、したがって、高品質なテ
ルビウムアルミネート単結晶が得られる。 ２）結晶育成法として、従来から存在するCZ法が適用で
き、任意の形状の高品質なテルビウムアルミネート単結
晶が提供される。 ３）液相もしくは気相の成長による高温酸化物超伝導薄
膜等の形成に適し、しかも格子定数を制御できるので、
あらゆる種類の高温酸化物超伝導薄膜等に対して、その
格子定数に適合させることができ、基板単結晶としての
汎用性が高い。 ４）単結晶育成法を還元性雰囲気で行なうことで、テル
ビウムの価数を制御し、無色透明で可視領域に吸収ピー
クのない、レーザホスト等の多用途な分野の材料として
利用することを可能とする。
り、たとえば以下の優れた効果が得られる。 １）少なくともテルビウム、アルミニウムおよび酸素の
３元素を含む、相転移がなく、したがって、高品質なテ
ルビウムアルミネート単結晶が得られる。 ２）結晶育成法として、従来から存在するCZ法が適用で
き、任意の形状の高品質なテルビウムアルミネート単結
晶が提供される。 ３）液相もしくは気相の成長による高温酸化物超伝導薄
膜等の形成に適し、しかも格子定数を制御できるので、
あらゆる種類の高温酸化物超伝導薄膜等に対して、その
格子定数に適合させることができ、基板単結晶としての
汎用性が高い。 ４）単結晶育成法を還元性雰囲気で行なうことで、テル
ビウムの価数を制御し、無色透明で可視領域に吸収ピー
クのない、レーザホスト等の多用途な分野の材料として
利用することを可能とする。
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくともテルビウム、アルミニウム、
および酸素を含むことを特徴とするテルビウムアルミネ
ート単結晶。 - 【請求項２】 次式 【化１】で表される請求項１のテルビウムアルミネート
単結晶。 - 【請求項３】 単結晶が可視領域で吸収ピークを持たな
いことを特徴とする請求項１のテルビウムアルミネート
単結晶。 - 【請求項４】 請求項１のテルビウムアルミネート単結
晶を溶融固化法により育成することを特徴とするテルビ
ウムアルミネート単結晶の製造方法。 - 【請求項５】 雰囲気を還元性にしてテルビウムアルミ
ネート単結晶を育成することを特徴とする請求項４のテ
ルビウムアルミネート単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4339693A JPH085752B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | テルビウムアルミネート単結晶とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4339693A JPH085752B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | テルビウムアルミネート単結晶とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06166598A true JPH06166598A (ja) | 1994-06-14 |
| JPH085752B2 JPH085752B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=18329907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4339693A Expired - Lifetime JPH085752B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | テルビウムアルミネート単結晶とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085752B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100840399B1 (ko) * | 2003-02-25 | 2008-06-23 | 노키아 코포레이션 | 전력증폭기 특성들을 조절하기 위한 방법 및 장치 |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP4339693A patent/JPH085752B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100840399B1 (ko) * | 2003-02-25 | 2008-06-23 | 노키아 코포레이션 | 전력증폭기 특성들을 조절하기 위한 방법 및 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085752B2 (ja) | 1996-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |