JPH08133884A - 単結晶の製造方法 - Google Patents
単結晶の製造方法Info
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- JPH08133884A JPH08133884A JP6279339A JP27933994A JPH08133884A JP H08133884 A JPH08133884 A JP H08133884A JP 6279339 A JP6279339 A JP 6279339A JP 27933994 A JP27933994 A JP 27933994A JP H08133884 A JPH08133884 A JP H08133884A
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- 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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
-
- 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
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】育成工程終了後の結晶の徐冷中に、育成結晶の
融液中への落下が生じた場合の育成結晶の回収不能の問
題、融液の急激な固化による育成結晶への急激な温度の
変動の問題を解決し、特にフラックスを用いないβ−Ｂ
ａＢ2 Ｏ4 結晶育成を収率良く、また結晶性にすぐれた
単結晶を得ることができるようにする。 【構成】融液から引き上げ法によって単結晶を育成する
単結晶の製造方法において、単結晶の育成工程後に、こ
の育成単結晶を融液面より引き離してこの融液の直上に
融液面と所要の距離を隔てた状態で冷却するに際し、上
記融液に、この融液の固化の核もしくは核を発生させる
要因を融液に外部から局部的に与えて融液の固化を、上
述の融液の固化の核もしくは核を発生させる要因を与え
た局部から強制的に開始させて他へと進行させる固化工
程を採る。
融液中への落下が生じた場合の育成結晶の回収不能の問
題、融液の急激な固化による育成結晶への急激な温度の
変動の問題を解決し、特にフラックスを用いないβ−Ｂ
ａＢ2 Ｏ4 結晶育成を収率良く、また結晶性にすぐれた
単結晶を得ることができるようにする。 【構成】融液から引き上げ法によって単結晶を育成する
単結晶の製造方法において、単結晶の育成工程後に、こ
の育成単結晶を融液面より引き離してこの融液の直上に
融液面と所要の距離を隔てた状態で冷却するに際し、上
記融液に、この融液の固化の核もしくは核を発生させる
要因を融液に外部から局部的に与えて融液の固化を、上
述の融液の固化の核もしくは核を発生させる要因を与え
た局部から強制的に開始させて他へと進行させる固化工
程を採る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、融液から引き上げ法に
よって単結晶を育成する単結晶の製造方法、特に低温相
ＢａＢ2 Ｏ4 （β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）単結晶を引き上げ育
成する場合に適用して好適な単結晶の製造方法に係わ
る。
よって単結晶を育成する単結晶の製造方法、特に低温相
ＢａＢ2 Ｏ4 （β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）単結晶を引き上げ育
成する場合に適用して好適な単結晶の製造方法に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光技術の分野においては光ディス
クの高密度化、精密加工用等で、より短波長のレーザー
光源が要求されるようになって来た。その一つの手段と
して非線形光学材料を用いて既存の固体レーザーの波長
変換を行うことの研究が活発になっている。
クの高密度化、精密加工用等で、より短波長のレーザー
光源が要求されるようになって来た。その一つの手段と
して非線形光学材料を用いて既存の固体レーザーの波長
変換を行うことの研究が活発になっている。
【０００３】この非線形光学材料としては、大きな非線
形光学効果を持ち、レーザー光による損傷にも強い材料
が要求される。その中でも、低温相ＢａＢ2 Ｏ4 （β−
ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶は紫外域まで波長変換が可能な材料
で、かつレーザー損傷にも強いという特長を持っている
ため、大型、高品質な結晶の育成が望まれている。
形光学効果を持ち、レーザー光による損傷にも強い材料
が要求される。その中でも、低温相ＢａＢ2 Ｏ4 （β−
ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶は紫外域まで波長変換が可能な材料
で、かつレーザー損傷にも強いという特長を持っている
ため、大型、高品質な結晶の育成が望まれている。
【０００４】このような状況から各方面において低温相
ＢａＢ2 Ｏ4 （β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶育成の研究が盛
んに行われている。ＢａＢ2 Ｏ4 は一致溶融組成である
が、高温相（α−ＢａＢ2 Ｏ4 ）と、低温相（β−Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 ）の２相が存在し、その相転移点は、約９２５
℃であり（JIANG Aidong et al. Journal of CristalGr
owth 79(1986)963-969 参照) 、そのため通常の引き上
げ法育成では低温相のβ−ＢａＢ2 Ｏ4 結晶の育成は困
難とされていた。
ＢａＢ2 Ｏ4 （β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶育成の研究が盛
んに行われている。ＢａＢ2 Ｏ4 は一致溶融組成である
が、高温相（α−ＢａＢ2 Ｏ4 ）と、低温相（β−Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 ）の２相が存在し、その相転移点は、約９２５
℃であり（JIANG Aidong et al. Journal of CristalGr
owth 79(1986)963-969 参照) 、そのため通常の引き上
げ法育成では低温相のβ−ＢａＢ2 Ｏ4 結晶の育成は困
難とされていた。
【０００５】そこで従来は、Ｎａ2 Ｏ等のフラックスを
用いて融点を下げて低温相のβ−ＢａＢ2 Ｏ4 結晶が初
晶として晶出する状況下で、フラックス法の一種である
ＴＳＳＧ(Top Seeded Solution Growth)法、フラックス
引き上げ法等によってその育成を行っている。しかしな
がら、この場合、成長速度が非常に遅いとか、結晶中に
フラックス成分が混入してしまうため、高品質な結晶を
育成することが難しいという問題がある。
用いて融点を下げて低温相のβ−ＢａＢ2 Ｏ4 結晶が初
晶として晶出する状況下で、フラックス法の一種である
ＴＳＳＧ(Top Seeded Solution Growth)法、フラックス
引き上げ法等によってその育成を行っている。しかしな
がら、この場合、成長速度が非常に遅いとか、結晶中に
フラックス成分が混入してしまうため、高品質な結晶を
育成することが難しいという問題がある。
【０００６】ところが、近年、フラックスを用いないＢ
ａＢ2 Ｏ4 の融液からの引き上げ法（ＣＺ法）でもβ−
ＢａＢ2 Ｏ4 の育成が可能であることが知られて来た
（特開平2-172891号公報参照）。このＣＺ法で育成され
た結晶は、原理的にフラックスの混入がなく、高品質の
結晶の育成が期待できる。また、その成長速度が速く、
大型の結晶が得られる等の利点を有する。このため、最
近では、ＣＺ法でのβ−ＢａＢ2 Ｏ4 育成が盛んに行わ
れている。
ａＢ2 Ｏ4 の融液からの引き上げ法（ＣＺ法）でもβ−
ＢａＢ2 Ｏ4 の育成が可能であることが知られて来た
（特開平2-172891号公報参照）。このＣＺ法で育成され
た結晶は、原理的にフラックスの混入がなく、高品質の
結晶の育成が期待できる。また、その成長速度が速く、
大型の結晶が得られる等の利点を有する。このため、最
近では、ＣＺ法でのβ−ＢａＢ2 Ｏ4 育成が盛んに行わ
れている。
【０００７】ところで、通常、このようなＣＺ法による
育成法による場合、所望の長さの結晶を育成した後、こ
の育成された結晶を引き上げて融液面から数mm程度引き
離したるつぼ上、すなわち融液の直上において、この系
を例えば５０℃／hourの速度で徐冷するという方法が採
られ、このβ−ＢａＢ2 Ｏ4 の育成においてもこの冷却
過程が採られる。
育成法による場合、所望の長さの結晶を育成した後、こ
の育成された結晶を引き上げて融液面から数mm程度引き
離したるつぼ上、すなわち融液の直上において、この系
を例えば５０℃／hourの速度で徐冷するという方法が採
られ、このβ−ＢａＢ2 Ｏ4 の育成においてもこの冷却
過程が採られる。
【０００８】ところが、β−ＢａＢ2 Ｏ4 の単結晶の育
成において、このような融液の直上での徐冷による冷却
過程を採ることには問題がある。すなわち、β−ＢａＢ
2 Ｏ 4 の種結晶はｃ面に劈開面を有し、このｃ面に沿っ
て劈開し易いことから、ｃ軸方向に引き上げ育成された
結晶を融液から引き離すように持ち上げ、この状態で徐
冷を行っているとき、種結晶に劈開が生じ、育成結晶が
落下する事故が起きる。この場合、融液が未だ固化され
ていない状態であると、融液中に育成結晶が落下し、育
成結晶は回収不能となる。また、融液の固化前にこのよ
うな育成結晶の落下事故が生じなかった場合において
も、ＢａＢ2 Ｏ4 組成融液は２００℃以上にわたる大き
な過冷却現象を示すものであり、過冷却状態にある融液
に固化が始まるとこの固化は一気に進行するものであ
り、このときに放出される結晶化潜熱のために、系の温
度が５０℃程度上昇し、上述の徐冷中の育成結晶に悪影
響、すなわち結晶欠陥の発生等の結晶性を低下させるな
どの不都合が生じる。
成において、このような融液の直上での徐冷による冷却
過程を採ることには問題がある。すなわち、β−ＢａＢ
2 Ｏ 4 の種結晶はｃ面に劈開面を有し、このｃ面に沿っ
て劈開し易いことから、ｃ軸方向に引き上げ育成された
結晶を融液から引き離すように持ち上げ、この状態で徐
冷を行っているとき、種結晶に劈開が生じ、育成結晶が
落下する事故が起きる。この場合、融液が未だ固化され
ていない状態であると、融液中に育成結晶が落下し、育
成結晶は回収不能となる。また、融液の固化前にこのよ
うな育成結晶の落下事故が生じなかった場合において
も、ＢａＢ2 Ｏ4 組成融液は２００℃以上にわたる大き
な過冷却現象を示すものであり、過冷却状態にある融液
に固化が始まるとこの固化は一気に進行するものであ
り、このときに放出される結晶化潜熱のために、系の温
度が５０℃程度上昇し、上述の徐冷中の育成結晶に悪影
響、すなわち結晶欠陥の発生等の結晶性を低下させるな
どの不都合が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した育
成結晶の融液中への落下が生じた場合の育成結晶の回収
不能の問題、および落下が生じなかった場合の融液の急
激な固化による育成結晶の急激な温度変化の問題を解決
し、特にフラックスを用いないＢａＢ2 Ｏ4 組成融液か
らの引き上げ法育成によるβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を収
率良く、また結晶性にすぐれた単結晶を得ることができ
るようにする。
成結晶の融液中への落下が生じた場合の育成結晶の回収
不能の問題、および落下が生じなかった場合の融液の急
激な固化による育成結晶の急激な温度変化の問題を解決
し、特にフラックスを用いないＢａＢ2 Ｏ4 組成融液か
らの引き上げ法育成によるβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を収
率良く、また結晶性にすぐれた単結晶を得ることができ
るようにする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の本発明は、融液か
ら引き上げ法によって単結晶を育成する単結晶の製造方
法において、単結晶の育成工程後に、この育成単結晶を
融液面より引き離してこの融液の直上に融液面と所要の
距離を隔てた状態で徐冷する際に、上記融液に、この融
液の固化の要因を融液に外部から局部的に与えて融液の
固化を、上述の融液の固化の核もしくは核を発生させる
要因を与えた局部から強制的に開始させて他へと進行さ
せる固化工程を採る。
ら引き上げ法によって単結晶を育成する単結晶の製造方
法において、単結晶の育成工程後に、この育成単結晶を
融液面より引き離してこの融液の直上に融液面と所要の
距離を隔てた状態で徐冷する際に、上記融液に、この融
液の固化の要因を融液に外部から局部的に与えて融液の
固化を、上述の融液の固化の核もしくは核を発生させる
要因を与えた局部から強制的に開始させて他へと進行さ
せる固化工程を採る。
【００１１】第２の本発明は、上述した融液を固化させ
る要因を与える方法として、結晶片を融液に供給する方
法を採る。
る要因を与える方法として、結晶片を融液に供給する方
法を採る。
【００１２】第３の本発明は、β−ＢａＢ2 Ｏ4 の育成
方法において、上述の本発明方法を採る。すなわち、こ
の発明においては、上述の融液がフラックスを用いない
ＢａＢ2 Ｏ4 組成融液で、これより低温相β−ＢａＢ2
Ｏ4 単結晶を引き上げ育成するものである。
方法において、上述の本発明方法を採る。すなわち、こ
の発明においては、上述の融液がフラックスを用いない
ＢａＢ2 Ｏ4 組成融液で、これより低温相β−ＢａＢ2
Ｏ4 単結晶を引き上げ育成するものである。
【００１３】ここで云う融液の固化とは、融液を結晶化
（多結晶化）することによる固化のみならず、単に固相
化させることを含むものである。また、この固化の核も
しくは核を発生させる要因とは、固化を開始させる例え
ば結晶化の核を外部から与えるとか、融液自体に発生さ
せる要因を外部から与えるもので、例えばβ−ＢａＢ 2
Ｏ4 の育成においては、融液を汚損することのない固
体、例えば上述した結晶片による核、あるいはＰｔ等の
金属、もしくは無機物固体等の核部材を融液に接触ない
しは浸漬させるとか、あるいは冷たい空気を局部的に吹
きつけることなどが挙げられる。
（多結晶化）することによる固化のみならず、単に固相
化させることを含むものである。また、この固化の核も
しくは核を発生させる要因とは、固化を開始させる例え
ば結晶化の核を外部から与えるとか、融液自体に発生さ
せる要因を外部から与えるもので、例えばβ−ＢａＢ 2
Ｏ4 の育成においては、融液を汚損することのない固
体、例えば上述した結晶片による核、あるいはＰｔ等の
金属、もしくは無機物固体等の核部材を融液に接触ない
しは浸漬させるとか、あるいは冷たい空気を局部的に吹
きつけることなどが挙げられる。
【００１４】
【作用】上述の本発明によれば、育成単結晶を融液面か
ら引き離して後に、融液にこれを固化させるに供する核
ないしは核発生の要因を外部から与えて強制的に固化さ
せ、少なくともその表面が固化された状態となるように
したので、この状態で、たとえ育成された結晶が落下し
ても、融液中に埋没することがないのでその回収を容易
に行うことができる。
ら引き離して後に、融液にこれを固化させるに供する核
ないしは核発生の要因を外部から与えて強制的に固化さ
せ、少なくともその表面が固化された状態となるように
したので、この状態で、たとえ育成された結晶が落下し
ても、融液中に埋没することがないのでその回収を容易
に行うことができる。
【００１５】また、このように固化の核の供給もしくは
核発生要因を外部から積極的に与えることによる固化
は、徐々に進行するため前述した一気に起る急激な固化
ではないことから、急激な潜熱の発生が回避されるので
育成結晶への悪影響はない。
核発生要因を外部から積極的に与えることによる固化
は、徐々に進行するため前述した一気に起る急激な固化
ではないことから、急激な潜熱の発生が回避されるので
育成結晶への悪影響はない。
【００１６】
【実施例】先ず、本発明方法を実施する単結晶育成装置
の一例の構成を図１を参照して説明する。この場合、所
定の温度に保持された育成炉内にＢａＢ2 Ｏ4 組成の融
液１を収容してなる白金るつぼ２と、この白金るつぼ２
を保持するためのアルミナボール３およびアルミナ炉４
と、融液１を加熱するために白金るつぼ２を高周波誘導
加熱するための高周波コイル５と、育成炉内の温度を制
御するための温度検出用熱電対６とを有してなる。ま
た、育成炉の上部には種結晶７を回転させるとともに低
温相β−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶８を、融液１から引き上げ
るための回転引き上げ機構９が配設されている。この回
転引き上げ機構９の先端には白金角棒１０およびサファ
イア棒１１を介して種結晶７が取付けられる。
の一例の構成を図１を参照して説明する。この場合、所
定の温度に保持された育成炉内にＢａＢ2 Ｏ4 組成の融
液１を収容してなる白金るつぼ２と、この白金るつぼ２
を保持するためのアルミナボール３およびアルミナ炉４
と、融液１を加熱するために白金るつぼ２を高周波誘導
加熱するための高周波コイル５と、育成炉内の温度を制
御するための温度検出用熱電対６とを有してなる。ま
た、育成炉の上部には種結晶７を回転させるとともに低
温相β−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶８を、融液１から引き上げ
るための回転引き上げ機構９が配設されている。この回
転引き上げ機構９の先端には白金角棒１０およびサファ
イア棒１１を介して種結晶７が取付けられる。
【００１７】そして、本発明方法においては、単結晶の
育成工程後に、この育成単結晶を融液面より引き離して
この融液の直上に融液面と所要の距離を隔てた状態で徐
冷する際に、少なくとも徐冷工程の開始の初期で上記融
液に、この融液の固化の核もしくは核を発生させる要因
を融液に外部から局部的に与えて融液の固化を、上述の
融液の固化の核もしくは核を発生させる要因を与えた局
部から強制的に開始させて他へと進行させる固化工程と
を採る。
育成工程後に、この育成単結晶を融液面より引き離して
この融液の直上に融液面と所要の距離を隔てた状態で徐
冷する際に、少なくとも徐冷工程の開始の初期で上記融
液に、この融液の固化の核もしくは核を発生させる要因
を融液に外部から局部的に与えて融液の固化を、上述の
融液の固化の核もしくは核を発生させる要因を与えた局
部から強制的に開始させて他へと進行させる固化工程と
を採る。
【００１８】実施例１ 上記単結晶育成装置を用い、以下のようにして低温相β
−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶の育成を行った。この例では、出
発原料として、純度９９．９９％のＢａＣＯ3 、Ｂ2 Ｏ
3 をモル比で１：１に混合して、白金るつぼ２内に収容
し、ＢａＢ2 Ｏ4 化合物として約１６０ｇになるように
した。そして、空気雰囲気中で２mm角、長さ１０mmのｃ
軸棒を種結晶７として、回転数１４ｒｐｍ、引き上げ速
度３mm／hourの条件で６時間育成した。この育成終了
後、結晶が融液１の液面から切り離されて約５mm程度引
き離されるまで引き上げ、育成単結晶８が、融液１の直
上に引き上げられた状態で、この育成単結晶８を回転さ
せながら５０℃／hourの速度で冷却を開始した。融液温
度が育成終了時における融液温度から２０℃下がった時
点で、この融液１にこれを固化させる核として上記融液
と同組成の結晶片のβ−ＢａＢ2 Ｏ4 結晶片を落とし
た。このとき、融液１はこの核から固化が開始された。
育成終了温度から５０℃下がった時点で融液１はほゞ全
面にわたって固化した。そのまま冷却を続けたところ、
育成終了温度から約１００℃程度温度が低下した時点
で、種結晶部分が折れ、これによって育成結晶が落下し
たが、この時点でるつぼ２内の融液１は既に固化されて
いたことから、育成単結晶は融液中に入り込むことがな
かった。この状態で育成結晶を室温まで冷却させた後、
この育成単結晶をるつぼ２からとりだした。このように
して取り出した結晶は粉末Ｘ線回折によりβ−ＢａＢ2
Ｏ4 であるこが確認された。
−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶の育成を行った。この例では、出
発原料として、純度９９．９９％のＢａＣＯ3 、Ｂ2 Ｏ
3 をモル比で１：１に混合して、白金るつぼ２内に収容
し、ＢａＢ2 Ｏ4 化合物として約１６０ｇになるように
した。そして、空気雰囲気中で２mm角、長さ１０mmのｃ
軸棒を種結晶７として、回転数１４ｒｐｍ、引き上げ速
度３mm／hourの条件で６時間育成した。この育成終了
後、結晶が融液１の液面から切り離されて約５mm程度引
き離されるまで引き上げ、育成単結晶８が、融液１の直
上に引き上げられた状態で、この育成単結晶８を回転さ
せながら５０℃／hourの速度で冷却を開始した。融液温
度が育成終了時における融液温度から２０℃下がった時
点で、この融液１にこれを固化させる核として上記融液
と同組成の結晶片のβ−ＢａＢ2 Ｏ4 結晶片を落とし
た。このとき、融液１はこの核から固化が開始された。
育成終了温度から５０℃下がった時点で融液１はほゞ全
面にわたって固化した。そのまま冷却を続けたところ、
育成終了温度から約１００℃程度温度が低下した時点
で、種結晶部分が折れ、これによって育成結晶が落下し
たが、この時点でるつぼ２内の融液１は既に固化されて
いたことから、育成単結晶は融液中に入り込むことがな
かった。この状態で育成結晶を室温まで冷却させた後、
この育成単結晶をるつぼ２からとりだした。このように
して取り出した結晶は粉末Ｘ線回折によりβ−ＢａＢ2
Ｏ4 であるこが確認された。
【００１９】比較例 上述の実施例におけると同様の装置および条件でによっ
てβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶育成を行なった。単結晶育成
終了後、上述の実施例と同様に育成結晶の、融液面から
の引き離しを行い５０℃／hourの徐冷を行った。この時
外部から融液の固化の核ないしはこれを発生させるため
の特段の工程をとることなく、その徐冷を行った。育成
終了温度から約６５℃温度降下が生じた時点で種結晶の
破損が生じて育成単結晶が落下した。このとき、この育
成結晶の融液への落下によって融液は瞬時的に固化し、
落下した育成単結晶は、その頭部が融液の固化表面から
突出した状態であったが、育成結晶の大部分は融液の固
化部内に埋没され、その回収は不能となった。
てβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶育成を行なった。単結晶育成
終了後、上述の実施例と同様に育成結晶の、融液面から
の引き離しを行い５０℃／hourの徐冷を行った。この時
外部から融液の固化の核ないしはこれを発生させるため
の特段の工程をとることなく、その徐冷を行った。育成
終了温度から約６５℃温度降下が生じた時点で種結晶の
破損が生じて育成単結晶が落下した。このとき、この育
成結晶の融液への落下によって融液は瞬時的に固化し、
落下した育成単結晶は、その頭部が融液の固化表面から
突出した状態であったが、育成結晶の大部分は融液の固
化部内に埋没され、その回収は不能となった。
【００２０】上述した本発明による実施例から明らかな
ように、本発明方法によるときは、外部から強制的に少
なくとも融液表面の固化を行うので、育成単結晶の融液
直上での徐冷中に育成単結晶の落下が生じても、この育
成単結晶融液内に埋没することを回避できることから、
その回収が可能となる。したがって、この落下による収
率の低下を回避できる。
ように、本発明方法によるときは、外部から強制的に少
なくとも融液表面の固化を行うので、育成単結晶の融液
直上での徐冷中に育成単結晶の落下が生じても、この育
成単結晶融液内に埋没することを回避できることから、
その回収が可能となる。したがって、この落下による収
率の低下を回避できる。
【００２１】上述したように外部から強制的な固化を発
生させたことによって徐々に固化が進行するために急激
な固化による潜熱の放出を回避できるので、徐冷中の育
成結晶にもたらす温度の変化を殆ど回避できた。したが
って、最終的に結晶性にすぐれたβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結
晶を得ることができた。
生させたことによって徐々に固化が進行するために急激
な固化による潜熱の放出を回避できるので、徐冷中の育
成結晶にもたらす温度の変化を殆ど回避できた。したが
って、最終的に結晶性にすぐれたβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結
晶を得ることができた。
【００２２】尚、上述した実施例では、融液の外部から
の強制的固化の開始を、融液に結晶片を落とすことによ
ってこれを核として結晶化（多結晶化）を開始し、かつ
この結晶化を広げて固化させた場合であるが、前述した
ように他の固化のための核、もしくは融液自体に固化の
核を発生させるような部材ないしは冷たいエアー等の気
体を送風するなどの態様を採ることができる。
の強制的固化の開始を、融液に結晶片を落とすことによ
ってこれを核として結晶化（多結晶化）を開始し、かつ
この結晶化を広げて固化させた場合であるが、前述した
ように他の固化のための核、もしくは融液自体に固化の
核を発生させるような部材ないしは冷たいエアー等の気
体を送風するなどの態様を採ることができる。
【００２３】また、徐冷工程での冷却速度、回転速度、
育成単結晶の融液面との距離等は、２段階以上にするな
ど上述の例に限られず、種々の変更をとり得る。
育成単結晶の融液面との距離等は、２段階以上にするな
ど上述の例に限られず、種々の変更をとり得る。
【００２４】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、融液
からの結晶育成終了後に、この融液を外部から核の供給
もしくは核の発生要因を付与することによって強制的に
固化させるようにしたので、特にフラックスを用いない
ＢａＢ2 Ｏ4 組成の融液からの引き上げ法によってβ−
ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造するに当たっての問題、すな
わちこの単結晶の育成終了後のるつぼ上すなわち融液の
直上における徐冷工程での諸問題すなわち育成結晶の落
下が生じたときの融液中にその育成結晶が埋没すること
による回収不能の問題、融液の急激な固化による潜熱発
生に基づく育成結晶への悪影響を回避できる。
からの結晶育成終了後に、この融液を外部から核の供給
もしくは核の発生要因を付与することによって強制的に
固化させるようにしたので、特にフラックスを用いない
ＢａＢ2 Ｏ4 組成の融液からの引き上げ法によってβ−
ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶を製造するに当たっての問題、すな
わちこの単結晶の育成終了後のるつぼ上すなわち融液の
直上における徐冷工程での諸問題すなわち育成結晶の落
下が生じたときの融液中にその育成結晶が埋没すること
による回収不能の問題、融液の急激な固化による潜熱発
生に基づく育成結晶への悪影響を回避できる。
【００２５】したがって、本発明方法によれば、フラッ
クスを用いないＢａＢ2 Ｏ4 組成の融液からの引き上げ
法によるβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶育成といえども、収率
良くすぐれた結晶性をもって得ることができるものであ
り、その工業的利益は極めて大きい。
クスを用いないＢａＢ2 Ｏ4 組成の融液からの引き上げ
法によるβ−ＢａＢ2 Ｏ4 単結晶育成といえども、収率
良くすぐれた結晶性をもって得ることができるものであ
り、その工業的利益は極めて大きい。
【図１】本発明方法を実施する単結晶育成装置の一例の
概略構成図である。
概略構成図である。
１ 融液 ２ るつぼ ３ アルミナボール ４ 炉材 ５ 高周波コイル ６ 熱電対 ８ 単結晶 ９ 引き上げ機構 １０ 白金角棒 １１ サファイヤ棒
Claims (3)
- 【請求項１】 融液から引き上げ法によって単結晶を育
成する単結晶の製造方法において、 単結晶の育成工程後に、この育成単結晶を上記融液面よ
り引き離してこの融液の直上に融液面と所要の距離を隔
てた状態で徐冷する際に、上記融液に、この融液の固化
を発生させる要因を上記融液に外部から局部的に与えて
上記融液の固化を上記局部から強制的に開始させて他へ
と進行させる固化工程を採ることを特徴とする単結晶の
製造方法。 - 【請求項２】 上記融液に固化を発生させる要因を与え
る方法として、上記融液の固化の核となる結晶片を供給
することを特徴とする請求項１に記載の単結晶の製造方
法。 - 【請求項３】 上記融液がフラックスを用いないＢａＢ
2 Ｏ4 組成融液で、これより低温相β−ＢａＢ2 Ｏ4 単
結晶を引き上げ育成することを特徴とする請求項１また
は２に記載の単結晶の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27933994A JP3531243B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 単結晶の製造方法 |
| US08/555,787 US5785753A (en) | 1994-11-14 | 1995-11-09 | Single crystal manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27933994A JP3531243B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08133884A true JPH08133884A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3531243B2 JP3531243B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=17609809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27933994A Expired - Fee Related JP3531243B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 単結晶の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5785753A (ja) |
| JP (1) | JP3531243B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1112079A (ja) * | 1997-06-19 | 1999-01-19 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 結晶体の引上げ方法およびその引上げ装置 |
| KR20030020809A (ko) * | 2001-09-04 | 2003-03-10 | 전우용 | 고주파유도가열 의한 사파이어 제조장치 및 방법 |
| CN101037582A (zh) * | 2007-01-23 | 2007-09-19 | 郑达 | 焰色反应材料及其火焰反应部件 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0792578B2 (ja) * | 1991-01-09 | 1995-10-09 | 日本電気株式会社 | 波長変換素子の作製方法および波長変換素子 |
| JPH07108837B2 (ja) * | 1992-06-18 | 1995-11-22 | 日本電気株式会社 | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP27933994A patent/JP3531243B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-11-09 US US08/555,787 patent/US5785753A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5785753A (en) | 1998-07-28 |
| JP3531243B2 (ja) | 2004-05-24 |
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