JPH0859399A - 希土バナデイト単結晶の育成方法 - Google Patents

希土バナデイト単結晶の育成方法

Info

Publication number
JPH0859399A
JPH0859399A JP19045094A JP19045094A JPH0859399A JP H0859399 A JPH0859399 A JP H0859399A JP 19045094 A JP19045094 A JP 19045094A JP 19045094 A JP19045094 A JP 19045094A JP H0859399 A JPH0859399 A JP H0859399A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
growth
single crystal
crystal
growing
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.)
Granted
Application number
JP19045094A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2682458B2 (ja
Inventor
Yasuhiko Kuwano
泰彦 桑野
Seiichi Saito
誠一 斎藤
Tetsuhito Matsubara
鉄人 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP6190450A priority Critical patent/JP2682458B2/ja
Publication of JPH0859399A publication Critical patent/JPH0859399A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2682458B2 publication Critical patent/JP2682458B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】希土類バナデイト単結晶の育成において、育成
後の残存原料が次回育成に有効か否かを判定する方法及
び組成ずれを起こした残存原料を処理して再度育成原料
として使用する方法を提供する。 【構成】CZ法による希土バナデイト単結晶育成におい
て、結晶育成終了後、るつぼ1内の熔融原料を徐冷し、
上層2と下層3の2層に分離した形で固化せしめ、その
上下の層の厚さの比の数値をもって、引き続き行なう次
回の育成の際にこの残存原料が有効か否かを判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学用の希土バナデイト
単結晶の育成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】希土バナデイト単結晶は偏光子や固体レ
ーザーなどの光学デバイス用結晶として有用なもので、
主にCZ法(チョクラルスキイ法,引き上げ法)により
育成されている。原料には希土類の酸化物(R2 3
R:希土元素)と五酸化バナジウム(V2 5 )が用い
られるが、通常両者を混合焼成して、固相反応によりバ
ナデイト(RVO4 )を生成させ、これを溶解して育成
原料としている。また、融点が高いことからるつぼはも
っぱらイリジウム製のものが用いられ、そのるつぼ保護
の観点から結晶育成は中性ないしわずかに酸化性の雰囲
気中で行われている。
【0003】工業的な結晶製造においては、結晶育成終
了後消費した重量分の新たな原料を補給(追いチャー
ジ)して2回目以降引き続き育成を行なう方法がとられ
てきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】CZ法による希土バナ
デイト結晶育成では、結晶育成中に原料が徐々に分解飛
散するために、全体として組成がストイキオメトリー
(化学量論比)からずれてゆく。そしてそのずれによっ
て結晶が着色して光学用として使用出来なくなったり、
甚だしい場合は育成結晶にインクルージョン(包含物)
や割れを生じる原因となっていた。通常、新しい高純度
原料を用いた場合には1回目の育成においてこのような
不都合を生じることはまずないが、追いチャージ育成を
重ねていくと何回目かで必ずこのような問題が生じてく
る。したがって、いつかは追いチャージをやめて原料を
更新しなければならないが、何回の追いチャージが出来
るかは、希土類結晶の種類はもとより、わずかの育成条
件の相違で大きく影響されるため予測は困難であった。
また、たとえ育成結晶に割れやインクルージョンのよう
な巨視的欠陥が生じなかったとしても、着色すなわち光
学素子としての不要吸収が許容値以上であるならばその
結晶は役にたたない。
【0005】そこで従来は、育成後の残存原料の有効性
を判断する手立てがないため、安全を見積もって2〜3
回の追いチャージ育成後に一律に原料を更新することが
行なわれてきた。しかし、原料の有効利用や原料を更新
するための手間の観点から、結晶を用いたデバイスの性
能に影響がでる限度まで追いチャージ育成を続けること
が望まれていた。
【0006】本発明の第1の目的は、結晶育成後の簡単
な処理によって、その残存原料の更新時期を明確にでき
る希土バナデイト単結晶の育成方法を提供することにあ
る。本発明の第2の目的は、従来不良残存原料として廃
棄していたものを処理して再利用できる希土バナデイト
単結晶の育成方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明による残留原
料の有効性の確認は次の手順で行なう。育成終了後結晶
を融液から切り離し、200℃/h以下の温度下降率で
るつぼを徐冷する。冷却後るつぼを取り出し、固化状態
を観察すると図1に示すように、上層2に透明ないし半
透明の層が見える。その下の部分には黒色の層3がある
が、それは上層2の透明度が低い場合は確認出来ないこ
ともある。ここで必要なのは上層2の厚さであるが、こ
れを測定するには、図4に示したように、堅い素材から
なる破砕具4で表面に衝撃を与えて一角を崩すか図3
(a),(b)に示したように、超音波ロータリー加工
機5で細い試料棒6をくりぬきその様子を調べる。上層
2の透明度がよければ光学的手法で厚さを計るなどの手
段もある。そのようにして上層2の厚さt1 が分かれ
ば、全体の厚さ(t1 +t2 )に対するt1 の比率が分
かる。もしt1 が全体の30%以上であればこの残留原
料は有効で、追いチャージすれば次回も良質な結晶が得
られる。その値が30%以下であれば原料を全て更新す
る必要がある。
【0008】第2の発明による不良となった残留原料の
再生はつぎの手順で行なう。残留原料の入ったるつぼを
通常の結晶育成の場合と全く同様にCZ炉に設置し、種
結晶もしくはイリジウム棒などを種結晶の替わりにして
通常の5〜50倍の速度で急速引き上げを行ない、残留
原料の全量をるつぼから取り出す。次にこの残留物を電
気炉内に設置し空気中で、1000℃、5時間以上の熱
処理をする。このようにすることで残留物はほぼRVO
4 組成となり、育成原料として用いることができる。尚
残留物は細片としてもよいが、熱処理時間はあまり変ら
ない。
【0009】
【作用】本発明は、希土バナデイト結晶育成後のるつぼ
内の残留原料融体が冷却条件を選定することにより、2
層に分離して固化することを見いだしたことを基になさ
れたものである。図1は、希土バナデイト結晶育成後、
育成結晶を原料融液から切り離し、るつぼを徐冷して原
料融液を固化させたときの状況を模式的に表したもの
で、明らかに性質の異なる2層よりなっている。組成的
には上層2はほぼRVO4 で、下層3はRVO4-x で平
均的にはRVO4 とRVO3 との固溶物に近いものにな
っている。またこの両層は色が異なり、たとえばYVO
4 育成の例では上層は淡黄色ないし褐色の透明ないし半
透明の結晶状、下層は黒色の金属光沢状のものとなって
いる。そして、育成回数が増すにつれて上層2の厚さが
減り下層3の厚さが増すことが見いだされた。さらに、
育成結晶の割れなどの巨視的欠陥や微視的欠陥や不純物
に起因する結晶の着色などはこの2層の厚さの比率に関
係があり、実験の結果、光学素子としての結晶品質を確
保するためには上層2の厚さが全体の30%以上である
ことが必要なことがわかった。したがって、この数値
を、残留原料がなお有効か、原料を更新する必要がある
かの判断基準にすることができる。
【0010】従来るつぼから取り出された残留原料は再
生不可能とみなされ廃棄されていた。再生が難しいと考
えられていた理由は、結晶育成中に起きる原料の分解は
RVO4 が単に還元されてRVO4-x になるだけでな
く、RVy z で示されるさまざまなバナジウム化合物
が飛散してゆくので残されたものも複雑なバナジウム化
合物の混合物と考えられていたためである。しかし、残
留物を酸素中で熱処理したところ、粉末X線回折でRV
4 のピークが主要で他のピークがわずかに残る程度に
復元した。引き続き空気中での熱処理でもほぼ同様の結
果を得、最良ではないが、結晶育成に用いる許容度以内
には回復することがわかった。
【0011】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図1
は本発明の第1の実施例を説明する為のるつぼの断面図
である。
【0012】高周波誘導加熱方式の酸化物単結晶引き上
げ装置を用いて、YVO4 の育成を行なった。るつぼは
図1に示すように、直径50mm,深さ50mmのイリ
ジウム製とし、純度99.999%のYVO4 粉末を育
成原料とした。育成速度は1mm/h、育成雰囲気は酸
素0.1%を含む窒素中とした。c軸シードを用い、直
径約25mm、長さ約40mmの単結晶を育成後、育成
結晶と同じ重量の原料を追加して同様の結晶育成を2回
行なった。200℃/h以下の温度下降率でるつぼを徐
冷して上層2及び下層3を形成した後、図3(a),
(b)に示した方法で直径2mmの試料棒6をるつぼ内
の固化原料より切り出し上層2および下層3の厚さ
1 ,t2 を測定したところそれぞれt1 =14mm、
2 =29mmで上層の厚さt1 は全体の32.6%で
あった。このt1 /(t1 +t2 )の比率が30%以上
であったので残留原料に追いチャージをして結晶育成を
おこなったところ、割れやインクルージョンのない良質
な結晶が育成され、また透過特性も良好でたとえば波長
500nmでの吸収係数は0.16cm-1であった。
【0013】本発明の有効性の確認のため引き続き追い
チャージ育成を行ない6回目の育成後の状況をしらべた
ところt1 の比率は30%以下の26.9%で、本発明
における更新領域の値であった。念のため、さらに1回
育成を行なったところ、育成結晶には大きな割れとイン
クルージョンが観察された。また、結晶の着色も見られ
波長500nmでの吸収係数は0.20cm-1に増加し
ていた。
【0014】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。図2は本発明の第2の実施例を説明する為の温度プ
ログラムを示す図である。
【0015】まず、高周波誘導加熱方式の酸化物単結晶
引き上げ装置を用い、直径50mm、深さ50mmのイ
リジュムるつぼによるYVO4 単結晶育成を、追いチャ
ージで連続5回行なった。結晶育成終了後、再び種結晶
を用いて残存原料の引き出しを行なった。引き上げ速度
は平均30mm/hとし、約5時間で残留原料の全量3
40gを回収した。この回収物は黒灰色をしており、粉
末X線回折の結果YVO4 ,YVO3 のピークが確認さ
れた。この残留原料を電気炉に移し、図2に示した温度
プログラムにより空気中で1000℃8時間熱処理し
た。熱処理後試料は淡黄緑色になり、粉末X線回折では
YVO4 のピークが優勢でそのほか、わずかの同定でき
ないピークが認められた。この処理物280gと新たな
YVO4 粉末原料100gを合わせた380gを直径5
0mm、深さ50mmのるつぼに充填し結晶育成を行な
ったところ、割れやインクルージョンのない良質なYV
4単結晶が育成された。
【0016】尚、上記実施例においては希土類元素とし
てYを用いた場合について説明したが、GdやYbを用
いても同様の結果が得られた。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、単結晶育
成終了後原料を2層に分離して固化し、この2層の厚さ
を比較することにより希土バナデイト結晶の追いチャー
ジ育成における原料更新時期を明確にできるという効果
がある。この為、原料利用効率が増大するばかりでな
く、原料更新回数を減らすことによる工数の削減を計る
ことができる。さらに本発明は、残留原料を酸化性雰囲
気中で熱処理することにより、従来廃棄していた、結晶
育成後の残存原料が再使用可能となる為、製造単価の削
減を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明する為のるつぼの
断面図。
【図2】本発明の第2の実施例を説明する為の温度プロ
グラムを示す図。
【図3】残留原料の層の厚さを測る為の試料採取方法を
説明する為のるつぼの断面図。
【図4】残留原料の層の厚さを測る為の他の試料採取方
法を説明する為のるつぼの断面図。
【符号の説明】
1 イリジウムるつぼ 2 上層 3 下層 4 破砕具 5 超音波ロータリー加工機 6 試料棒

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CZ法による希土バナデイト(化学式R
    VO4 ,R:希土類元素)単結晶の育成方法において、
    結晶育成終了後るつぼ内の熔融原料を定められた温度降
    下率で徐冷し異なる物理的化学的性質を持つ2層に分離
    した形で固化せしめ、その上下の層の厚さの比の数値を
    もって引き続き行なう次回の育成の際に、この残存原料
    をそのまま用いるかあるいは更新するかの判断基準とす
    ることを特徴とする希土バナデイト単結晶の育成方法。
  2. 【請求項2】 上層の厚さが原料固化層の30%以上の
    場合残存原料をそのまま用いる請求項1記載の希土バナ
    デイト単結晶の育成方法。
  3. 【請求項3】 CZ法による希土バナデイト単結晶の育
    成方法において、結晶育成終了後のるつぼ内の残留原料
    を取り出し、酸化性雰囲気中で熱処理して結晶育成期間
    中に生じた組成ずれを補正したのち再び結晶育成原料と
    して使用することを特徴とする希土バナデイト単結晶の
    育成方法。
JP6190450A 1994-08-12 1994-08-12 希土バナデイト単結晶の育成方法 Expired - Fee Related JP2682458B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6190450A JP2682458B2 (ja) 1994-08-12 1994-08-12 希土バナデイト単結晶の育成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6190450A JP2682458B2 (ja) 1994-08-12 1994-08-12 希土バナデイト単結晶の育成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0859399A true JPH0859399A (ja) 1996-03-05
JP2682458B2 JP2682458B2 (ja) 1997-11-26

Family

ID=16258341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6190450A Expired - Fee Related JP2682458B2 (ja) 1994-08-12 1994-08-12 希土バナデイト単結晶の育成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2682458B2 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05238897A (ja) * 1992-02-21 1993-09-17 Tokin Corp 希土類バナデイト単結晶

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05238897A (ja) * 1992-02-21 1993-09-17 Tokin Corp 希土類バナデイト単結晶

Also Published As

Publication number Publication date
JP2682458B2 (ja) 1997-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1136596B1 (de) Halbleiterscheibe aus Silicium und Verfahren zur Herstellung der Halbleiterscheibe
CN110029397B (zh) 化合物锗酸锂铯和锗酸锂铯非线性光学晶体及制备方法和用途
CN110079861B (zh) 磷酸钇锶晶体及其制备方法与应用
JP2682458B2 (ja) 希土バナデイト単結晶の育成方法
CN112521016A (zh) 一种氟硅酸钇晶相钇铝硅酸盐氧氟玻璃陶瓷及其制备方法
Chani et al. Growth of mixed crystals of the KTiOPO4 (KTP) family
JPH0653634B2 (ja) シリコン単結晶引上げ用石英ルツボの再生方法
CN113151899B (zh) 一种光功能晶体硼酸钙氧钬及其生长方法与应用
Polgar et al. Crystal growth and preparation of colourless MgNb2O6 single crystals
CA1079613A (en) Process for synthesizing and growing single crystalline beryl out of a molten salt
JP2692613B2 (ja) 希土類バナデイト単結晶の製造方法
JPH01282195A (ja) アルミナ質単結晶粒とその製造方法及び研磨具
US20040062709A1 (en) Powder of tantalum oxide or niobium oxide, and method for production thereof
JPH06157187A (ja) 単結晶育成炉及び単結晶の製造方法
JPS5849516B2 (ja) 不純物の少ないシリコン単結晶の製造方法
JPS60195016A (ja) 金属けい素の精製法
JPS63210100A (ja) 単分域タンタル酸リチウム単結晶の製造方法
JPH05238897A (ja) 希土類バナデイト単結晶
JP4907794B2 (ja) 合成層状ケイ酸塩の製造方法
WO2007145110A1 (ja) タンタル酸リチウム単結晶の製造方法
JPH0411513B2 (ja)
JP2000007499A (ja) ランガサイト単結晶育成方法
JPH06116082A (ja) 単結晶の製造方法
KR950006635B1 (ko) LiTaO₃단결정 성장용 원료분말의 제조방법
JPH02175687A (ja) シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ

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: 19970708

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees