JPH0737360B2 - ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 - Google Patents
ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法Info
- Publication number
- JPH0737360B2 JPH0737360B2 JP34372592A JP34372592A JPH0737360B2 JP H0737360 B2 JPH0737360 B2 JP H0737360B2 JP 34372592 A JP34372592 A JP 34372592A JP 34372592 A JP34372592 A JP 34372592A JP H0737360 B2 JPH0737360 B2 JP H0737360B2
- Authority
- JP
- Japan
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- single crystal
- melt
- barium borate
- needle
- bab
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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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
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高調波発生素子等に用い
られるベータバリウムボレイト（β−ＢａＢ2 Ｏ4 、以
下ＢＢＯと略記する）単結晶の育成方法に関する。
られるベータバリウムボレイト（β−ＢａＢ2 Ｏ4 、以
下ＢＢＯと略記する）単結晶の育成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＢＢＯ単結晶はＮａ2 Ｏ等のフラ
ックス法で育成されていた（例えばジャーナルオブクリ
スタルグロウス（Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ）１０
８巻１９９１年３９４ページ）。ファイバー状のＢＢＯ
単結晶はＢａＢ2 Ｏ4 組成原料にＮａ2 Ｏ等のフラック
スを混入した出発原料を用い、レーザ加熱引上法で育成
されていた（例えばジャーナルオブクリスタルグロウス
（Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ）９１巻１９８８年８
１ページ）。また塩化バリウムとメタホウ酸ナトリウム
から塩化ナトリウムをフラックスとして混入した融液か
らβ相の針状単結晶を製造する方法も報告されている
（特願昭６３−２１５５９８号）。またμ−ＣＺ法でＢ
ａＢ2 Ｏ4 組成融液からβ相を直接引き上げる試みも報
告されている（セラミクス２４巻１９８９年３１９ペー
ジ）。
ックス法で育成されていた（例えばジャーナルオブクリ
スタルグロウス（Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ）１０
８巻１９９１年３９４ページ）。ファイバー状のＢＢＯ
単結晶はＢａＢ2 Ｏ4 組成原料にＮａ2 Ｏ等のフラック
スを混入した出発原料を用い、レーザ加熱引上法で育成
されていた（例えばジャーナルオブクリスタルグロウス
（Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ）９１巻１９８８年８
１ページ）。また塩化バリウムとメタホウ酸ナトリウム
から塩化ナトリウムをフラックスとして混入した融液か
らβ相の針状単結晶を製造する方法も報告されている
（特願昭６３−２１５５９８号）。またμ−ＣＺ法でＢ
ａＢ2 Ｏ4 組成融液からβ相を直接引き上げる試みも報
告されている（セラミクス２４巻１９８９年３１９ペー
ジ）。
【０００３】さらにＢａＢ2 Ｏ4 単結晶がＢａＢ2 Ｏ4
組成融液から直接引上法で育成されることも報告されて
いる（例えばジャーナルオブクリスタルグロウス（Ｊ．
Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ）１１４巻１９９１年６７３
ページ、特願昭６３−３２５２０２）。この方法は坩堝
に充填したＢａＢ2 Ｏ4 組成原料を融点である１０９５
℃で融解し、融液表面の温度が一番低い中心の温度を約
１０５０℃にして融液表面の横方向の温度勾配を約５０
℃／ｃｍ、深さ方向の温度勾配を１００℃／ｃｍとす
る。この融液の中心の部分にコールドフィンガーとして
白金線を接触させることにより、白金線に多結晶が晶出
し、この晶出した多結晶の横方向の成長を押さえて白金
線を引き上げることで多結晶中の成長方位の一番遅いＣ
軸方位のグレインが引上方向に揃うように選択的に成長
させ、多結晶を単結晶化していた。
組成融液から直接引上法で育成されることも報告されて
いる（例えばジャーナルオブクリスタルグロウス（Ｊ．
Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ）１１４巻１９９１年６７３
ページ、特願昭６３−３２５２０２）。この方法は坩堝
に充填したＢａＢ2 Ｏ4 組成原料を融点である１０９５
℃で融解し、融液表面の温度が一番低い中心の温度を約
１０５０℃にして融液表面の横方向の温度勾配を約５０
℃／ｃｍ、深さ方向の温度勾配を１００℃／ｃｍとす
る。この融液の中心の部分にコールドフィンガーとして
白金線を接触させることにより、白金線に多結晶が晶出
し、この晶出した多結晶の横方向の成長を押さえて白金
線を引き上げることで多結晶中の成長方位の一番遅いＣ
軸方位のグレインが引上方向に揃うように選択的に成長
させ、多結晶を単結晶化していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】フラックスを用いたＢ
ＢＯ育成は、結晶中にフラックス成分が混入することは
避けられず品質的に問題であった。またフラックス法は
育成に長時間を要し、またレーザ加熱法は種付け等の育
成技術が難しく、歩留まりが悪かった。μ−ＣＺ法は育
成途中で結晶がα相に移転してしまうこともあり、歩留
まり良く高品質のＢＢＯファイバーを育成することが難
しかった。
ＢＯ育成は、結晶中にフラックス成分が混入することは
避けられず品質的に問題であった。またフラックス法は
育成に長時間を要し、またレーザ加熱法は種付け等の育
成技術が難しく、歩留まりが悪かった。μ−ＣＺ法は育
成途中で結晶がα相に移転してしまうこともあり、歩留
まり良く高品質のＢＢＯファイバーを育成することが難
しかった。
【０００５】また前記のようなＢａＢ2 Ｏ4 組成融液か
らの直接引上法では、白金線に晶出した多結晶を単結晶
化するのにベータ相の晶出条件を保ったまま育成結晶の
直径を細くするという高度な技術を要した長時間の行程
を必要とし、さらに単結晶化された結晶中に微小角粒界
が残存する確率が高かった。さらに直径１ｍｍ以下の単
結晶を育成することは困難であった。
らの直接引上法では、白金線に晶出した多結晶を単結晶
化するのにベータ相の晶出条件を保ったまま育成結晶の
直径を細くするという高度な技術を要した長時間の行程
を必要とし、さらに単結晶化された結晶中に微小角粒界
が残存する確率が高かった。さらに直径１ｍｍ以下の単
結晶を育成することは困難であった。
【０００６】本発明は非線形光学素子として応用される
不純物混入の無い針状のＢＢＯ単結晶を容易に歩留まり
良く短時間で育成することを課題としている。
不純物混入の無い針状のＢＢＯ単結晶を容易に歩留まり
良く短時間で育成することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はＢａＢ2 Ｏ4 組
成の過冷却融液の表面と深さ方向の温度勾配を５℃／ｃ
ｍ以下、深さ方向を１０℃／ｃｍ以下に設定し、コール
ドフィンガーを接触させるだけで、ＢＢＯ針状単結晶フ
ァイバーを容易に育成する方法である。
成の過冷却融液の表面と深さ方向の温度勾配を５℃／ｃ
ｍ以下、深さ方向を１０℃／ｃｍ以下に設定し、コール
ドフィンガーを接触させるだけで、ＢＢＯ針状単結晶フ
ァイバーを容易に育成する方法である。
【０００８】
【作用】今回の発明では、坩堝に充填したＢａＢ2 Ｏ4
組成融液の表面の最低温度点である融液中心から横方向
の温度勾配を約５℃／ｃｍ以下、深さ方向を１０℃／ｃ
ｍ以下になるように調節し、コールドフィンガーとした
白金線を融液に接触させる部分を融点の１０９５℃以下
の過冷却状態に保持する。白金線を融液に接触させると
始めにβ相の多結晶が白金線に晶出するが、融液中の温
度勾配が小さいために多結晶から放射状に結晶が成長す
ることが出来、白金線に多結晶が晶出した直後に育成速
度が速い方位であるａ軸方向結晶が選択的に成長して針
状の単結晶となる。成長速度が速いにも関わらず、Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 融液からの成長であるため、高品質の単結晶を
得ることが出来る。また融液の過冷却温度や、コールド
フィンガーからの熱の逃げ、コールドフィンガーの形状
を調節することにより、ファイバー結晶の長さや直径等
を調節することが出来る。
組成融液の表面の最低温度点である融液中心から横方向
の温度勾配を約５℃／ｃｍ以下、深さ方向を１０℃／ｃ
ｍ以下になるように調節し、コールドフィンガーとした
白金線を融液に接触させる部分を融点の１０９５℃以下
の過冷却状態に保持する。白金線を融液に接触させると
始めにβ相の多結晶が白金線に晶出するが、融液中の温
度勾配が小さいために多結晶から放射状に結晶が成長す
ることが出来、白金線に多結晶が晶出した直後に育成速
度が速い方位であるａ軸方向結晶が選択的に成長して針
状の単結晶となる。成長速度が速いにも関わらず、Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 融液からの成長であるため、高品質の単結晶を
得ることが出来る。また融液の過冷却温度や、コールド
フィンガーからの熱の逃げ、コールドフィンガーの形状
を調節することにより、ファイバー結晶の長さや直径等
を調節することが出来る。
【０００９】
（実施例１）直径４０ｍｍ深さ４０ｍｍの白金坩堝に約
１８０ｇの化学沈澱法で作製したＢａＢ2 Ｏ4 粉末を充
填した。抵抗加熱炉中に坩堝をセットし、原料を約１１
３０℃で融解した。融液表面の中心温度を１０７０℃の
過冷却融液、横方向の温度勾配３℃／ｃｍ、深さ方向は
５℃／ｃｍになるように調節した（図１（ａ））。直径
５ｍｍのサファイヤロッドに直径１．５ｍｍの白金線を
固定し、下降速度５ｍｍ／ｓで炉外から炉中に挿入し
（図１（ｂ））、融液表面に接触したところで下降させ
るのを止めた。接触直後まずＢＢＯの多結晶が白金線に
晶出し、引き続いてａ軸方位を持つ針状の結晶が多結晶
中から選択的に成長した（図１（ｃ））。針状結晶が成
長した直後に白金線を引き上げ、融液から切り放した。
白金線を接触させてから引き上げる時間は約０．５秒で
あった。育成された針状結晶の一部の直径約０．５ｍ
ｍ、長さ７ｍｍの結晶を偏光顕微鏡で品質を評価したと
ころ単結晶であることがわかった。融液の温度を１０５
０℃の過冷却に保持し、他は同条件で育成を行ったとこ
ろ、直径約１ｍｍ、長さ約１０ｍｍの針状結晶が得ら
れ、融液の温度と白金線の下降速度を変化させること
で、得られる針状のＢＢＯ単結晶の直径および長さをコ
ントロール出来ることがわかった。 （比較例１）同様の坩堝、原料、白金線を用い、高周波
炉を用いて坩堝を加熱して融液表面の温度が一番低い中
心の温度を約１０７０℃にして融液表面の横方向の温度
勾配を約１０℃／ｃｍ、深さ方向の温度勾配を２０℃／
ｃｍと大きくした。この融液の中心の部分にコールドフ
ィンガーとして白金線を下降速度５ｍｍ／ｓで接触させ
たところ、白金には直径約５ｍｍの不透明なＢＢＯの多
結晶が晶出したが、針状の単結晶は晶出しなかった。
１８０ｇの化学沈澱法で作製したＢａＢ2 Ｏ4 粉末を充
填した。抵抗加熱炉中に坩堝をセットし、原料を約１１
３０℃で融解した。融液表面の中心温度を１０７０℃の
過冷却融液、横方向の温度勾配３℃／ｃｍ、深さ方向は
５℃／ｃｍになるように調節した（図１（ａ））。直径
５ｍｍのサファイヤロッドに直径１．５ｍｍの白金線を
固定し、下降速度５ｍｍ／ｓで炉外から炉中に挿入し
（図１（ｂ））、融液表面に接触したところで下降させ
るのを止めた。接触直後まずＢＢＯの多結晶が白金線に
晶出し、引き続いてａ軸方位を持つ針状の結晶が多結晶
中から選択的に成長した（図１（ｃ））。針状結晶が成
長した直後に白金線を引き上げ、融液から切り放した。
白金線を接触させてから引き上げる時間は約０．５秒で
あった。育成された針状結晶の一部の直径約０．５ｍ
ｍ、長さ７ｍｍの結晶を偏光顕微鏡で品質を評価したと
ころ単結晶であることがわかった。融液の温度を１０５
０℃の過冷却に保持し、他は同条件で育成を行ったとこ
ろ、直径約１ｍｍ、長さ約１０ｍｍの針状結晶が得ら
れ、融液の温度と白金線の下降速度を変化させること
で、得られる針状のＢＢＯ単結晶の直径および長さをコ
ントロール出来ることがわかった。 （比較例１）同様の坩堝、原料、白金線を用い、高周波
炉を用いて坩堝を加熱して融液表面の温度が一番低い中
心の温度を約１０７０℃にして融液表面の横方向の温度
勾配を約１０℃／ｃｍ、深さ方向の温度勾配を２０℃／
ｃｍと大きくした。この融液の中心の部分にコールドフ
ィンガーとして白金線を下降速度５ｍｍ／ｓで接触させ
たところ、白金には直径約５ｍｍの不透明なＢＢＯの多
結晶が晶出したが、針状の単結晶は晶出しなかった。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば針状のＢＢＯ単結晶を育
成する際、育成行程が簡便かつ短縮され、針状のＢＢＯ
単結晶が歩留まり良く育成される。
成する際、育成行程が簡便かつ短縮され、針状のＢＢＯ
単結晶が歩留まり良く育成される。
【図１】本発明の針状のＢＢＯ単結晶育成方法の手順を
記した図である。
記した図である。
１ 白金坩堝 ２ ＢａＢ2 Ｏ4 組成融液 ３ サファイヤロッド ４ 白金線 ５ 針状ＢＢＯ単結晶 ６ ＢＢＯ多結晶
Claims (1)
- 【請求項１】 ＢａＢ2 Ｏ4 組成融液からベータバリウ
ムボレイト単結晶を育成する方法であって、ＢａＢ2 Ｏ
4 組成の過冷却融液の融液表面の温度勾配を５℃／ｃｍ
以下、深さ方向を１０℃／ｃｍ以下に設定し、接触させ
たコールドフィンガーからベータバリウムボレイトの針
状結晶を育成することを特徴とするベータバリウムボレ
イト単結晶の育成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34372592A JPH0737360B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34372592A JPH0737360B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199600A JPH06199600A (ja) | 1994-07-19 |
| JPH0737360B2 true JPH0737360B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=18363770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34372592A Expired - Lifetime JPH0737360B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737360B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104562197A (zh) * | 2013-10-23 | 2015-04-29 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物一水一硼酸二羟基十硼酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34372592A patent/JPH0737360B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06199600A (ja) | 1994-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19951205 |