JPH0656589A - 低温相硼酸バリウム単結晶及びその製造方法 - Google Patents
低温相硼酸バリウム単結晶及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0656589A JPH0656589A JP21398092A JP21398092A JPH0656589A JP H0656589 A JPH0656589 A JP H0656589A JP 21398092 A JP21398092 A JP 21398092A JP 21398092 A JP21398092 A JP 21398092A JP H0656589 A JPH0656589 A JP H0656589A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- barium borate
- phase
- borate single
- form barium
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温相硼酸バリウム単結晶を工業的に高歩留
りで且つ優れた光学特性等を具備して得ること。 【構成】 カリウムを0.1〜3wt%含有し、残部が実質的
にβ-BaB2O4である低温相硼酸バリウム単結晶であっ
て、光透過率の優れたものである。また、原料にカリウ
ムを添加することにより融液の粘度を低下させて大形で
高品質の低温相硼酸バリウム単結晶を製造する方法であ
る。
りで且つ優れた光学特性等を具備して得ること。 【構成】 カリウムを0.1〜3wt%含有し、残部が実質的
にβ-BaB2O4である低温相硼酸バリウム単結晶であっ
て、光透過率の優れたものである。また、原料にカリウ
ムを添加することにより融液の粘度を低下させて大形で
高品質の低温相硼酸バリウム単結晶を製造する方法であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光記録、超ＬＳＩリソ
グラフィ加工等に用いられる紫外線発生用ＳＨＧ装置用
の低温相硼酸バリウム（β-BaB2O4）単結晶に関し、特
にカリウム（K）を添加して光学特性等を改善したもの
に関する。
グラフィ加工等に用いられる紫外線発生用ＳＨＧ装置用
の低温相硼酸バリウム（β-BaB2O4）単結晶に関し、特
にカリウム（K）を添加して光学特性等を改善したもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光記録の記録密度の向上、ＬＳＩリソグ
ラフィ加工の高度化等のためにレーザの短波長化が要求
されている。なかでも、紫外域まで良好な透光性を有す
る低温相硼酸バリウムは第二高調波発生（ＳＨＧ）に大
きく期待されている（特開昭63-279231号公報）。そし
て、特性改善の為の添加元素に係る発明も２、 ３なさ
れてきた。すなわちBe,Mg,Ca,Sr,Ba等の２価金属でバリ
ウムの一部を置換してエピタキシャル成長により導波路
を形成する発明（特開平3-245130号公報）、Srで置換し
て引上げ法で単結晶を育成する発明（特開平3-247596
号，特開平4-107431号公報）が知られている。
ラフィ加工の高度化等のためにレーザの短波長化が要求
されている。なかでも、紫外域まで良好な透光性を有す
る低温相硼酸バリウムは第二高調波発生（ＳＨＧ）に大
きく期待されている（特開昭63-279231号公報）。そし
て、特性改善の為の添加元素に係る発明も２、 ３なさ
れてきた。すなわちBe,Mg,Ca,Sr,Ba等の２価金属でバリ
ウムの一部を置換してエピタキシャル成長により導波路
を形成する発明（特開平3-245130号公報）、Srで置換し
て引上げ法で単結晶を育成する発明（特開平3-247596
号，特開平4-107431号公報）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の硼酸バ
リウムに係る発明では、Be,Sr等の添加物を用いた場合
でも、925℃のα相からβ相への転移が不十分で、ＳＨ
Ｇ用単結晶として有用なβ相（低温相）硼酸バリウムの
歩留りは極めて低く、工業上の利用性に欠けるという問
題点があった。事実、α相とβ相の結晶形の判別方法に
ついての発明があるほどである（特開平3-45599号公
報）。一方ＴＳＳＧ法により高い歩留りでβ相を得よう
とすると、フラックスであるNa2Oの比率を上げる必要が
あり、この場合光学特性に有害なNaの混入が問題になる
だけでなく、Na2BaB2O5の析出を避けるために早期に育
成を切り上げる必要があり、長尺結晶が得られにくいと
いった問題があった。従って、本発明は、高品質の低温
相硼酸バリウム単結晶を歩留り良く提供することを目的
とする。
リウムに係る発明では、Be,Sr等の添加物を用いた場合
でも、925℃のα相からβ相への転移が不十分で、ＳＨ
Ｇ用単結晶として有用なβ相（低温相）硼酸バリウムの
歩留りは極めて低く、工業上の利用性に欠けるという問
題点があった。事実、α相とβ相の結晶形の判別方法に
ついての発明があるほどである（特開平3-45599号公
報）。一方ＴＳＳＧ法により高い歩留りでβ相を得よう
とすると、フラックスであるNa2Oの比率を上げる必要が
あり、この場合光学特性に有害なNaの混入が問題になる
だけでなく、Na2BaB2O5の析出を避けるために早期に育
成を切り上げる必要があり、長尺結晶が得られにくいと
いった問題があった。従って、本発明は、高品質の低温
相硼酸バリウム単結晶を歩留り良く提供することを目的
とする。
【０００４】本発明は、カリウム（K）を0.1〜3wt%含有
し、残部が実質的にβ-BaB2O4であることを特徴とする
低温相硼酸バリウム単結晶である。本発明においてカリ
ウムが0.1wt%未満ではβ相の生成向上が不十分であり、
3wt%を超えるとカリウムの蒸発が激しくなり、結晶育成
が困難になる。また本発明に係る低温相硼酸バリウム単
結晶の製造方法は、公知の引上げ法（チョクラルスキー
法）、ＴＳＳＧ法（フラックスを用い種結晶を核として
育成する方法）等、いずれでもよい。
し、残部が実質的にβ-BaB2O4であることを特徴とする
低温相硼酸バリウム単結晶である。本発明においてカリ
ウムが0.1wt%未満ではβ相の生成向上が不十分であり、
3wt%を超えるとカリウムの蒸発が激しくなり、結晶育成
が困難になる。また本発明に係る低温相硼酸バリウム単
結晶の製造方法は、公知の引上げ法（チョクラルスキー
法）、ＴＳＳＧ法（フラックスを用い種結晶を核として
育成する方法）等、いずれでもよい。
【０００５】
【作用】カリウムの添加は、図１に示すようにBaB2O4-N
a2O擬二元系相図における液相線の温度を下げ、ＴＳＳ
Ｇ法の場合実質的にフラックス比の小さい組成での育成
を可能にし、共晶点温度の低下と相まって長尺結晶育成
に有利となる。またカリウムの添加は融液の粘性を下げ
る効果もあり、気泡などの混入の無い良質結晶を得やす
くするとともに、成長界面の安定化に寄与する。さらに
カリウムの添加は、フラックスの性状を改善するだけで
なく、実際に結晶のバリウムの一部を置換し、β相の安
定化に寄与する。このことは、フラックスを用いない引
上げ法による育成でも、β相の収率を上げる効果に結び
つく。何故、カリウムが融液の融点や粘度を下げ、かつ
β相の存在比率を上げるのか不明である。イオン半径の
ちがいが何らかの寄与をしているように思われる。
a2O擬二元系相図における液相線の温度を下げ、ＴＳＳ
Ｇ法の場合実質的にフラックス比の小さい組成での育成
を可能にし、共晶点温度の低下と相まって長尺結晶育成
に有利となる。またカリウムの添加は融液の粘性を下げ
る効果もあり、気泡などの混入の無い良質結晶を得やす
くするとともに、成長界面の安定化に寄与する。さらに
カリウムの添加は、フラックスの性状を改善するだけで
なく、実際に結晶のバリウムの一部を置換し、β相の安
定化に寄与する。このことは、フラックスを用いない引
上げ法による育成でも、β相の収率を上げる効果に結び
つく。何故、カリウムが融液の融点や粘度を下げ、かつ
β相の存在比率を上げるのか不明である。イオン半径の
ちがいが何らかの寄与をしているように思われる。
【０００６】
（実施例１）原料として550gのBaCO3と102gのB2O3及び
添加元素として27gのK2Oを、またフラックスとして280g
のNa2B4O7・10H2Oを2lのポリエチレン製容器の中に200個
の15mm直径のナイロン被覆鉄球と150個の20mm直径のナ
イロン球とともに収容した。次に4時間のボールミル粉
砕を行い、圧縮成形した後、再粉砕した。そして粉砕粉
を直径7cm、高さ7cmの白金ルツボに装填した。更に温度
維持材で囲まれた炉の内に置き、蓋をした。この炉はSi
C製の加熱線を用いて1150℃まで急速加熱して24時間保
持した後、この融液にβ-BaB2O4単結晶を種結晶として
接触させ、1時間当り1℃の割合で冷却を行い結晶を引上
げた。育成した結晶は気泡の混入もなく、透明な良質結
晶であった。この結晶をＸ線で同定したところ100%β相
であった。なお、カリウムの含有量の分析値は重量比で
0.6wt%であった。 （比較例１）原料として580gのBaCO3と102gのB2O3を、
フラックスとして280gのNa2B4O7・10H2Oを（実施例１）
と同様にして混合して単結晶を育成して、Ｘ線で同定し
たところ72%がα相、残部がβ相にすぎないことが分か
った。また融液も粘度が高く結晶成長に困難を伴った。 （実施例２）（実施例１）と同様にしてカリウムの含有
量とβ相の存在比率との関係を調べた結果を表１に示
す。表１において、○,△,×は各々、β相の存在比率が
60%以上、60%未満40%以上、40%未満の場合を示す。
添加元素として27gのK2Oを、またフラックスとして280g
のNa2B4O7・10H2Oを2lのポリエチレン製容器の中に200個
の15mm直径のナイロン被覆鉄球と150個の20mm直径のナ
イロン球とともに収容した。次に4時間のボールミル粉
砕を行い、圧縮成形した後、再粉砕した。そして粉砕粉
を直径7cm、高さ7cmの白金ルツボに装填した。更に温度
維持材で囲まれた炉の内に置き、蓋をした。この炉はSi
C製の加熱線を用いて1150℃まで急速加熱して24時間保
持した後、この融液にβ-BaB2O4単結晶を種結晶として
接触させ、1時間当り1℃の割合で冷却を行い結晶を引上
げた。育成した結晶は気泡の混入もなく、透明な良質結
晶であった。この結晶をＸ線で同定したところ100%β相
であった。なお、カリウムの含有量の分析値は重量比で
0.6wt%であった。 （比較例１）原料として580gのBaCO3と102gのB2O3を、
フラックスとして280gのNa2B4O7・10H2Oを（実施例１）
と同様にして混合して単結晶を育成して、Ｘ線で同定し
たところ72%がα相、残部がβ相にすぎないことが分か
った。また融液も粘度が高く結晶成長に困難を伴った。 （実施例２）（実施例１）と同様にしてカリウムの含有
量とβ相の存在比率との関係を調べた結果を表１に示
す。表１において、○,△,×は各々、β相の存在比率が
60%以上、60%未満40%以上、40%未満の場合を示す。
【表１】
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、高歩留りで光学特性等
を改善した低温相硼酸バリウム（β-BaB2O4）を提供す
ることができる。
を改善した低温相硼酸バリウム（β-BaB2O4）を提供す
ることができる。
【図１】本発明に係わるＢａＢ2Ｏ4−Ｎａ2Ｏ擬二元系
相図を示す図である。
相図を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 カリウムを0.1〜3wt%含有し、残部が実
質的にβ-BaB2O4であることを特徴とする低温相硼酸バ
リウム単結晶。 - 【請求項２】 BaCO3とB2O3と、K,KOH,K2O,K2CO3の群の
中から選択された1種または2種以上の添加元素を混合
し、溶融させて結晶を育成することを特徴とする低温相
硼酸バリウム単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21398092A JPH0656589A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 低温相硼酸バリウム単結晶及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21398092A JPH0656589A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 低温相硼酸バリウム単結晶及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0656589A true JPH0656589A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16648257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21398092A Pending JPH0656589A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 低温相硼酸バリウム単結晶及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656589A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103031603A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钙铯 |
| CN103031605A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸锶钾 |
| CN103031604A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钙铷 |
| CN103031600A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钡铯 |
| CN103031602A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钙钾 |
| CN108660511A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高温相偏硼酸钡晶体的制备方法 |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP21398092A patent/JPH0656589A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103031603A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钙铯 |
| CN103031605A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸锶钾 |
| CN103031604A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钙铷 |
| CN103031600A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钡铯 |
| CN103031602A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 非线性光学晶体氟碳酸钙钾 |
| CN108660511A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高温相偏硼酸钡晶体的制备方法 |
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