JPH11322495A - ランガサイト型結晶及びその作製方法 - Google Patents
ランガサイト型結晶及びその作製方法Info
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- JPH11322495A JPH11322495A JP10142800A JP14280098A JPH11322495A JP H11322495 A JPH11322495 A JP H11322495A JP 10142800 A JP10142800 A JP 10142800A JP 14280098 A JP14280098 A JP 14280098A JP H11322495 A JPH11322495 A JP H11322495A
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- 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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- 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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- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
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Abstract
(57)【要約】
【課題】着色がなく、またインクルージョンやクラック
の発生がないランガサイト型結晶およびその作製方法を
提供する。 【解決手段】 チョクラルスキ−法を用いたランガサイ
ト型結晶の作製方法において、融液６として、ランタン
・タンタル・ガリウム酸化物の化学量論的組成比で混合
された酸化ランタン、酸化タンタル及び酸化ガリウムの
粉末を用い、結晶引き上げを、アルゴンと酸素を含む雰
囲気中で行う。この際、アルゴンに対する酸素濃度比を
０．１体積％乃至１．５体積％にする。
の発生がないランガサイト型結晶およびその作製方法を
提供する。 【解決手段】 チョクラルスキ−法を用いたランガサイ
ト型結晶の作製方法において、融液６として、ランタン
・タンタル・ガリウム酸化物の化学量論的組成比で混合
された酸化ランタン、酸化タンタル及び酸化ガリウムの
粉末を用い、結晶引き上げを、アルゴンと酸素を含む雰
囲気中で行う。この際、アルゴンに対する酸素濃度比を
０．１体積％乃至１．５体積％にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電性の光学材料
に関し、特にランガサイト型結晶及びその作製方法に関
する。
に関し、特にランガサイト型結晶及びその作製方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル通信機器の需要性が急速
に高まってきている。携帯電話、ＰＨＳなどに代表され
る移動体通信機器の躍進は目を見張るものがある。これ
らデジタル化が進む通信機器分野において、フィルタ、
振動子の素子高性能化がいっそう重要視されるようにな
ってきている。圧電結晶は、フィルタや発振器、振動子
といった通信機器用の電子部品として極めて重要な材料
である。携帯電話向けのＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃ
ｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタには水晶が、テレビ
やＶＴＲのフィルタにはＬｉＴａＯ3 が現在多く用いら
れている。この場合、水晶は温度変化に強いという優れ
た性質があるが、帯域幅が狭いという欠点があり、Ｌｉ
ＴａＯ3 は帯域幅が広い反面、温度変化に弱いという欠
点を有している。このため両者の特長を併せ持った、即
ち温度による周波数変動が少ない、安定した発振、広い
帯域幅、挿入損失が小さいといった特長を持つ新しい材
料の開発が待ち望まれていた。
に高まってきている。携帯電話、ＰＨＳなどに代表され
る移動体通信機器の躍進は目を見張るものがある。これ
らデジタル化が進む通信機器分野において、フィルタ、
振動子の素子高性能化がいっそう重要視されるようにな
ってきている。圧電結晶は、フィルタや発振器、振動子
といった通信機器用の電子部品として極めて重要な材料
である。携帯電話向けのＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃ
ｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタには水晶が、テレビ
やＶＴＲのフィルタにはＬｉＴａＯ3 が現在多く用いら
れている。この場合、水晶は温度変化に強いという優れ
た性質があるが、帯域幅が狭いという欠点があり、Ｌｉ
ＴａＯ3 は帯域幅が広い反面、温度変化に弱いという欠
点を有している。このため両者の特長を併せ持った、即
ち温度による周波数変動が少ない、安定した発振、広い
帯域幅、挿入損失が小さいといった特長を持つ新しい材
料の開発が待ち望まれていた。
【０００３】その候補として、これまでα−ＡｌＰＯ4
やＬｉ2Ｂ4Ｏ7といった結晶が開発されてきたが、α−
ＡｌＰＯ4は双晶の発生等により結晶作製が困難、Ｌｉ2
Ｂ4Ｏ7は潮解性を有し、かつ成長速度が遅いという問題
があった。これに対しＬａ3Ｇａ5ＳｉＯ14に代表される
ランガサイト型結晶は、水晶とＬｉＴａＯ3の特徴を併
せ持った特性を有し、かつ、結晶作製が容易、加工性に
優れる等の点から優れた新しい圧電材料として注目され
はじめている。その他のランガサイト型結晶としてＬａ
3Ｎｂ0.5Ｇａ5.5 Ｏ14やＬａ3Ｔａ0.5 Ｇａ5.5Ｏ14とい
った新材料も見出されている。これらＬａ3Ｎｂ0.5Ｇａ
5.5Ｏ1 4やＬａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ14はＬａ3Ｇａ5ＳｉＯ
14と同様に優れた圧電特性を示し、かつ、結晶の作製が
容易で加工性も良く、将来の圧電材料として有望視され
ている。これらの中でも特に、Ｌａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ
14は、結晶の作製が容易なことから大型の結晶が得やす
く、大量生産に適したランガサイト型圧電結晶材料とし
て最も有望視されている。
やＬｉ2Ｂ4Ｏ7といった結晶が開発されてきたが、α−
ＡｌＰＯ4は双晶の発生等により結晶作製が困難、Ｌｉ2
Ｂ4Ｏ7は潮解性を有し、かつ成長速度が遅いという問題
があった。これに対しＬａ3Ｇａ5ＳｉＯ14に代表される
ランガサイト型結晶は、水晶とＬｉＴａＯ3の特徴を併
せ持った特性を有し、かつ、結晶作製が容易、加工性に
優れる等の点から優れた新しい圧電材料として注目され
はじめている。その他のランガサイト型結晶としてＬａ
3Ｎｂ0.5Ｇａ5.5 Ｏ14やＬａ3Ｔａ0.5 Ｇａ5.5Ｏ14とい
った新材料も見出されている。これらＬａ3Ｎｂ0.5Ｇａ
5.5Ｏ1 4やＬａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ14はＬａ3Ｇａ5ＳｉＯ
14と同様に優れた圧電特性を示し、かつ、結晶の作製が
容易で加工性も良く、将来の圧電材料として有望視され
ている。これらの中でも特に、Ｌａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ
14は、結晶の作製が容易なことから大型の結晶が得やす
く、大量生産に適したランガサイト型圧電結晶材料とし
て最も有望視されている。
【０００４】これらのランガサイト型結晶は、Ｌａ、Ｇ
ａ、Ｔａ等を含む融液を用い、酸素雰囲気中で、結晶を
引き上げるチョクラルスキー法によって作製される。Ｓ
ＡＷフィルタ等のデバイスを作製するためにはこれらの
結晶の大型化が不可欠であるため、これらの結晶の最適
な作製条件を得るためにさまざまな検討が行われてい
る。例えば、Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14、Ｌａ3 Ｎｂ0.5Ｇａ
5.5Ｏ14及びＬａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5 Ｏ14結晶の作製にお
いては、これらの結晶の引き上げ速度、結晶回転数、融
液の温度勾配、融液組成、融液を収納するるつぼの材
質、結晶育成中の雰囲気ガスなどのパラメータの最適化
が行われている。
ａ、Ｔａ等を含む融液を用い、酸素雰囲気中で、結晶を
引き上げるチョクラルスキー法によって作製される。Ｓ
ＡＷフィルタ等のデバイスを作製するためにはこれらの
結晶の大型化が不可欠であるため、これらの結晶の最適
な作製条件を得るためにさまざまな検討が行われてい
る。例えば、Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14、Ｌａ3 Ｎｂ0.5Ｇａ
5.5Ｏ14及びＬａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5 Ｏ14結晶の作製にお
いては、これらの結晶の引き上げ速度、結晶回転数、融
液の温度勾配、融液組成、融液を収納するるつぼの材
質、結晶育成中の雰囲気ガスなどのパラメータの最適化
が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｌａ3
Ｇａ5ＳｉＯ14及びＬａ3Ｎｂ0.5Ｇａ5.5Ｏ14等のランガ
サイト型結晶の作製の際、これらの結晶は、橙色あるい
は赤色に着色するという問題を生じていた。ランガサイ
ト型結晶が着色すると、ランガサイト型結晶の屈折率等
の光学的特性が劣化してしまうので、ランガサイト型結
晶を作製する際には着色しないようにすることが重要で
ある。この着色は、ランガサイト型結晶中に添加した不
純物或いは、これらの結晶作製中に発生した格子欠陥や
転位が原因と考えられている。
Ｇａ5ＳｉＯ14及びＬａ3Ｎｂ0.5Ｇａ5.5Ｏ14等のランガ
サイト型結晶の作製の際、これらの結晶は、橙色あるい
は赤色に着色するという問題を生じていた。ランガサイ
ト型結晶が着色すると、ランガサイト型結晶の屈折率等
の光学的特性が劣化してしまうので、ランガサイト型結
晶を作製する際には着色しないようにすることが重要で
ある。この着色は、ランガサイト型結晶中に添加した不
純物或いは、これらの結晶作製中に発生した格子欠陥や
転位が原因と考えられている。
【０００６】一方、これらのランガサイト型結晶の作製
は、融液中に含まれるＧａの蒸発を抑制するために酸素
を含む雰囲気中で行われる。もし仮に、この融液からＧ
ａが蒸発してしまうと、融液の組成変動が生じるので、
この融液から作製されたランガサイト型結晶は、組成バ
ラツキ、インクルージョンやクラックを生じてしまう。
このため、ランガサイト型結晶は、酸素雰囲気中で作製
することが必要不可欠であるが、あまり酸素濃度を増加
しすぎると、このランガサイト型結晶が着色してしま
う。特にＬａ3Ｇａ5ＳｉＯ14及びＬａ3Ｎｂ0.5Ｇａ5.5
Ｏ14は橙色や赤色への着色度合いが著しく発生する。
は、融液中に含まれるＧａの蒸発を抑制するために酸素
を含む雰囲気中で行われる。もし仮に、この融液からＧ
ａが蒸発してしまうと、融液の組成変動が生じるので、
この融液から作製されたランガサイト型結晶は、組成バ
ラツキ、インクルージョンやクラックを生じてしまう。
このため、ランガサイト型結晶は、酸素雰囲気中で作製
することが必要不可欠であるが、あまり酸素濃度を増加
しすぎると、このランガサイト型結晶が着色してしま
う。特にＬａ3Ｇａ5ＳｉＯ14及びＬａ3Ｎｂ0.5Ｇａ5.5
Ｏ14は橙色や赤色への着色度合いが著しく発生する。
【０００７】また、一般的に、これらのランガサイト型
結晶の作製の際には、融液の組成は、この融液から作製
される結晶の組成と一致する調和溶融組成を用いること
が要求される。融液の組成が調和溶融組成となっていな
い場合には、結晶化が進むにつれて融液の組成が変動
し、所望の単結晶が得られない。例えば、ＬｉＮｂＯ3
を作製する場合の融液の調和溶融組成は、Ｌｉ2Ｏ：Ｎ
ｂ 2Ｏ＝５０：５０ではなく、４８．３：５１．７であ
り、融液の組成変動が防止され、大型のＬｉＮｂＯ3単
結晶を得ることができる。多くのランガサイト型結晶で
は、融液の調和溶融組成の最適化が十分行なわれていな
いため、融液から作製される結晶の組成と、融液の組成
に差を生じる。この融液の組成と結晶の組成の差は、結
晶化が進むにつれて増大し、この結晶の結晶性が悪くな
るので、この内部にインクルージョンやクラック、ある
いは組成バラツキを生じてしまう。このため、ＳＡＷフ
ィルタ等のデバイスを作製する際には、このデバイスの
歩留まりを低下させていた。
結晶の作製の際には、融液の組成は、この融液から作製
される結晶の組成と一致する調和溶融組成を用いること
が要求される。融液の組成が調和溶融組成となっていな
い場合には、結晶化が進むにつれて融液の組成が変動
し、所望の単結晶が得られない。例えば、ＬｉＮｂＯ3
を作製する場合の融液の調和溶融組成は、Ｌｉ2Ｏ：Ｎ
ｂ 2Ｏ＝５０：５０ではなく、４８．３：５１．７であ
り、融液の組成変動が防止され、大型のＬｉＮｂＯ3単
結晶を得ることができる。多くのランガサイト型結晶で
は、融液の調和溶融組成の最適化が十分行なわれていな
いため、融液から作製される結晶の組成と、融液の組成
に差を生じる。この融液の組成と結晶の組成の差は、結
晶化が進むにつれて増大し、この結晶の結晶性が悪くな
るので、この内部にインクルージョンやクラック、ある
いは組成バラツキを生じてしまう。このため、ＳＡＷフ
ィルタ等のデバイスを作製する際には、このデバイスの
歩留まりを低下させていた。
【０００８】そこで、本発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、着色がなく、またイン
クルージョンやクラックの発生がない大型のランガサイ
ト型結晶及びその作製方法を提供することを目的とす
る。
解消するためになされたもので、着色がなく、またイン
クルージョンやクラックの発生がない大型のランガサイ
ト型結晶及びその作製方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のランガサイト型
結晶の作製方法の第１の発明として、チョクラルスキ−
法を用いたランガサイト型結晶の製造方法において、融
液として、ランタン・タンタル・ガリウム酸化物の化学
量論的組成比で混合された酸化ランタン、酸化タンタル
及び酸化ガリウムの粉末を用い、結晶引き上げが、アル
ゴンと酸素を含む雰囲気中で行われることを特徴とす
る。
結晶の作製方法の第１の発明として、チョクラルスキ−
法を用いたランガサイト型結晶の製造方法において、融
液として、ランタン・タンタル・ガリウム酸化物の化学
量論的組成比で混合された酸化ランタン、酸化タンタル
及び酸化ガリウムの粉末を用い、結晶引き上げが、アル
ゴンと酸素を含む雰囲気中で行われることを特徴とす
る。
【００１０】第２の発明として、請求項１記載のランガ
サイト型結晶の作製方法は、前記酸素の濃度が前記アル
ゴンの濃度に対して、０．１体積％乃至１．５体積％で
あることを特徴とする。
サイト型結晶の作製方法は、前記酸素の濃度が前記アル
ゴンの濃度に対して、０．１体積％乃至１．５体積％で
あることを特徴とする。
【００１１】第３の発明として、請求項１、２記載のラ
ンガサイト型結晶の作製方法において、前記融液は、前
記酸化ランタン、前記酸化タンタル、前記酸化ガリウム
の混合比をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚとして、３３．１４≦Ｘ
≦３３．４１、５．２４≦Ｙ≦５．７３、６１．０２≦
Ｚ≦６１．４５で、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００からなるこ
とを特徴とする。
ンガサイト型結晶の作製方法において、前記融液は、前
記酸化ランタン、前記酸化タンタル、前記酸化ガリウム
の混合比をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚとして、３３．１４≦Ｘ
≦３３．４１、５．２４≦Ｙ≦５．７３、６１．０２≦
Ｚ≦６１．４５で、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００からなるこ
とを特徴とする。
【００１２】第４の発明として、ランガサイト型結晶
は、請求項３記載のランガサイト型結晶の作製方法から
作製されたことを特徴とする。
は、請求項３記載のランガサイト型結晶の作製方法から
作製されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施例を説明する。一般的に、ランガサイト型結晶
の作製には、チョクラルスキー炉１を用いたチョクラル
スキー法が用いられる。図１は、ランガサイト型結晶の
作製に用いられる高周波誘導加熱型のチョクラルスキー
炉の断面図である。まず初めに、チョクラルスキー炉１
の構成について説明する。加熱用の高周波コイル３は、
石英管２の外周囲に設けられ、石英管２の内側には、複
数の保温筒４に囲まれて、融液６を入れるイリジウム
（Ｉｒ）製のるつぼ５が配置されている。高周波コイル
３の上端部とるつぼ５の上端部の高さは、ほぼ揃えられ
ている。るつぼ５の大きさは、例えば、作製しようとす
る結晶の径の約倍の大きさの内径を有するものを用い
る。石英管２中央上部には、一定速度で回転しながらか
つ、一定速度で引き上げられる引き上げ棒８が備えられ
ている。
の一実施例を説明する。一般的に、ランガサイト型結晶
の作製には、チョクラルスキー炉１を用いたチョクラル
スキー法が用いられる。図１は、ランガサイト型結晶の
作製に用いられる高周波誘導加熱型のチョクラルスキー
炉の断面図である。まず初めに、チョクラルスキー炉１
の構成について説明する。加熱用の高周波コイル３は、
石英管２の外周囲に設けられ、石英管２の内側には、複
数の保温筒４に囲まれて、融液６を入れるイリジウム
（Ｉｒ）製のるつぼ５が配置されている。高周波コイル
３の上端部とるつぼ５の上端部の高さは、ほぼ揃えられ
ている。るつぼ５の大きさは、例えば、作製しようとす
る結晶の径の約倍の大きさの内径を有するものを用い
る。石英管２中央上部には、一定速度で回転しながらか
つ、一定速度で引き上げられる引き上げ棒８が備えられ
ている。
【００１４】次に、このチョクラルスキー炉１を用いた
Ｌａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ14（以下、ＬＴＧと省略す
る。）結晶７の作製方法について説明する。まず初め
に、融液６を以下のようにして作製する。純度９９．９
９％の酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3 ）、酸化タンタル（Ｔ
ａ2Ｏ5）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の粉末をＬＴＧ結
晶７の化学量論組成比の近傍で混合する。更に、この混
合粉末をボールミルを用いて、数日間混合粉砕する。粉
砕後の混合粉末は、みかけ上の体積がかなり増加するた
め、数回に分けてＩｒ製のるつぼ５中に入れ、加熱溶融
して、融液６を作製する。この時の加熱温度は約１５０
０℃とする。
Ｌａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ14（以下、ＬＴＧと省略す
る。）結晶７の作製方法について説明する。まず初め
に、融液６を以下のようにして作製する。純度９９．９
９％の酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3 ）、酸化タンタル（Ｔ
ａ2Ｏ5）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の粉末をＬＴＧ結
晶７の化学量論組成比の近傍で混合する。更に、この混
合粉末をボールミルを用いて、数日間混合粉砕する。粉
砕後の混合粉末は、みかけ上の体積がかなり増加するた
め、数回に分けてＩｒ製のるつぼ５中に入れ、加熱溶融
して、融液６を作製する。この時の加熱温度は約１５０
０℃とする。
【００１５】次に、ＬＴＧの種結晶を引き上げ棒８の下
端に固定し、その先端をるつぼ５内の融液６に浸し、な
じませる。その後、石英管２内に純度９９．９９８％の
不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）に酸素（Ｏ2）を混
入させた混合ガスを導入する。この際、アルゴンの流量
１ｌ／ｍｉｎに対して酸素の流量は０〜２０ｍｉｌ／ｍ
ｉｎで行う。ここで、酸素と共に用いられるガスは、不
活性ガスであればよいので、アルゴンを窒素（Ｎ2）に
変えても良い。更に、引き上げ棒８を１０ｒｐｍ〜２０
ｒｐｍの回転速度でゆっくり回転させながら、１〜３ｍ
ｍ／ｈの速度で種結晶を引き上げていく。このいわゆる
チョクラルスキー法を用いた結晶成長方法により、直径
約２４ｍｍ、長さ約１４５ｍｍの大型ＬＴＧ結晶７を作
製することができる。なお、るつぼ５の材質としてＩｒ
を用いているが、一般的に用いられているような白金
（Ｐｔ）を用いても同様である。
端に固定し、その先端をるつぼ５内の融液６に浸し、な
じませる。その後、石英管２内に純度９９．９９８％の
不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）に酸素（Ｏ2）を混
入させた混合ガスを導入する。この際、アルゴンの流量
１ｌ／ｍｉｎに対して酸素の流量は０〜２０ｍｉｌ／ｍ
ｉｎで行う。ここで、酸素と共に用いられるガスは、不
活性ガスであればよいので、アルゴンを窒素（Ｎ2）に
変えても良い。更に、引き上げ棒８を１０ｒｐｍ〜２０
ｒｐｍの回転速度でゆっくり回転させながら、１〜３ｍ
ｍ／ｈの速度で種結晶を引き上げていく。このいわゆる
チョクラルスキー法を用いた結晶成長方法により、直径
約２４ｍｍ、長さ約１４５ｍｍの大型ＬＴＧ結晶７を作
製することができる。なお、るつぼ５の材質としてＩｒ
を用いているが、一般的に用いられているような白金
（Ｐｔ）を用いても同様である。
【００１６】このようにして作製されたＬＴＧ結晶７の
結晶評価について以下に図を参照しながら説明する。ま
ず初めに、ＬＴＧ結晶７の酸素の濃度依存性について図
２を用いて説明する。図２は、アルゴンに対する酸素の
濃度比を変化させて作製されたＬＴＧ結晶７の評価を示
す図である。図２中のＡｒに対するＯ2の濃度比γ（＝
Ｏ2 ／Ａｒ）は、アルゴン流量に対する酸素の流量であ
り、その単位は体積％である。試料乃至はＡｒに対
するＯ2の濃度比γを０体積％乃至２．０％の範囲内で
変化させ、その他の条件は一定にして作製されたＬＴＧ
結晶７である。
結晶評価について以下に図を参照しながら説明する。ま
ず初めに、ＬＴＧ結晶７の酸素の濃度依存性について図
２を用いて説明する。図２は、アルゴンに対する酸素の
濃度比を変化させて作製されたＬＴＧ結晶７の評価を示
す図である。図２中のＡｒに対するＯ2の濃度比γ（＝
Ｏ2 ／Ａｒ）は、アルゴン流量に対する酸素の流量であ
り、その単位は体積％である。試料乃至はＡｒに対
するＯ2の濃度比γを０体積％乃至２．０％の範囲内で
変化させ、その他の条件は一定にして作製されたＬＴＧ
結晶７である。
【００１７】試料はＡｒに対するＯ2を混入させない
条件下で作製されたＬＴＧ結晶７である。この場合、Ｌ
ＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１３０
ｍｍであり、その結晶化率は約６０％である。ここで、
結晶化率とは、るつぼ５中の融液の重量に対するこの融
液から作製されたＬＴＧ結晶７の重量比である。このた
め、融液６が全てＬＴＧ結晶７になった場合の結晶化率
が１００％であるので、試料の場合、融液の６０％が
結晶化していることになる。
条件下で作製されたＬＴＧ結晶７である。この場合、Ｌ
ＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１３０
ｍｍであり、その結晶化率は約６０％である。ここで、
結晶化率とは、るつぼ５中の融液の重量に対するこの融
液から作製されたＬＴＧ結晶７の重量比である。このた
め、融液６が全てＬＴＧ結晶７になった場合の結晶化率
が１００％であるので、試料の場合、融液の６０％が
結晶化していることになる。
【００１８】ＬＴＧ結晶７は全く着色がなく、無色透明
であったが、結晶化率が５０％乃至６０％の範囲では多
数のインクルージョンが発生していた。これは、石英管
２内がＧａで汚染されていたことから融液からＧａの蒸
発が激しく、融液組成に変動を生じ、Ｇａが化学量論的
組成からずれてしまったためと考えられる。このインク
ルージョンをＸ線回折を行って調べた結果、このインク
ルージョンはＬａＧａＯ3相であることがわかった。ま
た、ＬＴＧ結晶７の表面には多数の激しい皺状の凹凸が
発生し、これを起点としていくつかの小さなクラックが
観察された。このように、ＬＴＧ結晶７には着色の発生
はないが、インクルージョンやクラックの発生があり、
圧電材料として不適であることがわかった。
であったが、結晶化率が５０％乃至６０％の範囲では多
数のインクルージョンが発生していた。これは、石英管
２内がＧａで汚染されていたことから融液からＧａの蒸
発が激しく、融液組成に変動を生じ、Ｇａが化学量論的
組成からずれてしまったためと考えられる。このインク
ルージョンをＸ線回折を行って調べた結果、このインク
ルージョンはＬａＧａＯ3相であることがわかった。ま
た、ＬＴＧ結晶７の表面には多数の激しい皺状の凹凸が
発生し、これを起点としていくつかの小さなクラックが
観察された。このように、ＬＴＧ結晶７には着色の発生
はないが、インクルージョンやクラックの発生があり、
圧電材料として不適であることがわかった。
【００１９】試料はＡｒに対するＯ2の濃度比γが
０．１体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４０ｍｍであり、その結晶化率は約６５％
である。ＬＴＧ結晶７は無色透明であり、インクルージ
ョンの発生もなかった。また、結晶表面には僅かに皺状
の凹凸が観察されたが、クラックの発生は確認されなか
った。このように、ＬＴＧ結晶７には着色の発生もな
く、インクルージョンやクラックの発生もないので、圧
電材料に好適的なＬＴＧ結晶７を得ることができること
がわかった。
０．１体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４０ｍｍであり、その結晶化率は約６５％
である。ＬＴＧ結晶７は無色透明であり、インクルージ
ョンの発生もなかった。また、結晶表面には僅かに皺状
の凹凸が観察されたが、クラックの発生は確認されなか
った。このように、ＬＴＧ結晶７には着色の発生もな
く、インクルージョンやクラックの発生もないので、圧
電材料に好適的なＬＴＧ結晶７を得ることができること
がわかった。
【００２０】試料は、Ａｒに対するＯ2の濃度比γが
０．５体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４５ｍｍであり、その結晶化率は約６７％
である。ＬＴＧ結晶７は、無色透明であり、このＬＴＧ
結晶７にクラックやインクルージョンは観察されなかっ
た。また、ＬＴＧ結晶７の表面は滑らかであり、皺状の
凹凸の発生もなかった。このような条件で行った場合に
は、ＬＴＧ結晶７に着色の発生もなく、インクルージョ
ンやクラックの発生もないので、圧電材料に好適的なＬ
ＴＧ結晶７を得ることができることがわかった。
０．５体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４５ｍｍであり、その結晶化率は約６７％
である。ＬＴＧ結晶７は、無色透明であり、このＬＴＧ
結晶７にクラックやインクルージョンは観察されなかっ
た。また、ＬＴＧ結晶７の表面は滑らかであり、皺状の
凹凸の発生もなかった。このような条件で行った場合に
は、ＬＴＧ結晶７に着色の発生もなく、インクルージョ
ンやクラックの発生もないので、圧電材料に好適的なＬ
ＴＧ結晶７を得ることができることがわかった。
【００２１】試料は、Ａｒに対するＯ2の濃度比γが
１．０体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４５ｍｍであり、その結晶化率は約６７％
である。ＬＴＧ結晶７は、無色透明であり、このＬＴＧ
結晶７にクラックやインクルージョンは観察されなかっ
た。また、ＬＴＧ結晶７の表面は滑らかであり、皺状の
凹凸の発生もなかった。このような条件で行った場合に
は、ＬＴＧ結晶７に着色の発生もなく、インクルージョ
ンやクラックの発生もないので、圧電材料に好適的なＬ
ＴＧ結晶７を得ることができることがわかった。
１．０体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４５ｍｍであり、その結晶化率は約６７％
である。ＬＴＧ結晶７は、無色透明であり、このＬＴＧ
結晶７にクラックやインクルージョンは観察されなかっ
た。また、ＬＴＧ結晶７の表面は滑らかであり、皺状の
凹凸の発生もなかった。このような条件で行った場合に
は、ＬＴＧ結晶７に着色の発生もなく、インクルージョ
ンやクラックの発生もないので、圧電材料に好適的なＬ
ＴＧ結晶７を得ることができることがわかった。
【００２２】試料は、Ａｒに対するＯ2の濃度比γが
２．０体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４０ｍｍであり、その結晶化率は約６５％
である。ＬＴＧ結晶７にクラックやインクルージョンは
観察されなかったが、濃い橙色に着色した。これは、混
合ガス中のＯ2過多のためＬＴＧ結晶７中の結晶欠陥や
転位が発生してしまうためと考えられる。このように、
ＬＴＧ結晶７にインクルージョンやクラックの発生はな
いが、橙色に着色してしまうので、圧電材料として不適
であることがわかった。
２．０体積％の条件下で作製されたＬＴＧ結晶７であ
る。この場合、ＬＴＧ結晶７の大きさは、直径約２４ｍ
ｍ、長さ約１４０ｍｍであり、その結晶化率は約６５％
である。ＬＴＧ結晶７にクラックやインクルージョンは
観察されなかったが、濃い橙色に着色した。これは、混
合ガス中のＯ2過多のためＬＴＧ結晶７中の結晶欠陥や
転位が発生してしまうためと考えられる。このように、
ＬＴＧ結晶７にインクルージョンやクラックの発生はな
いが、橙色に着色してしまうので、圧電材料として不適
であることがわかった。
【００２３】以上のように、Ａｒに対するＯ2の濃度比
を０．１体積％乃至１．５体積％の混合ガス雰囲気中で
ＬＴＧ結晶７を作製すれば、透明で着色が少なく、クラ
ックやインクルージョンのない圧電材料に好適なＬＴＧ
結晶７を得ることができる。
を０．１体積％乃至１．５体積％の混合ガス雰囲気中で
ＬＴＧ結晶７を作製すれば、透明で着色が少なく、クラ
ックやインクルージョンのない圧電材料に好適なＬＴＧ
結晶７を得ることができる。
【００２４】次に、全ての結晶領域で単結晶化するＬＴ
Ｇ結晶を作製する融液の調和溶融組成の範囲について図
３及び図４を用いて説明する。ＬＴＧ結晶の単結晶化し
た領域の組成を測定して、全ての結晶領域で単結晶化す
るＬＴＧ結晶が作製できる融液の調和溶融組成範囲を求
めた。図３は、ＬＴＧ結晶の単結晶領域の組成と融液の
混合比の関係を示す図である。図４は、ＬＴＧ結晶の単
結晶領域の組成と融液の混合比の関係を示す三元組成図
である。図３及び図４中において、ＬＴＧ結晶組成及び
融液の混合比は、それぞれｍｏｌ％で表わされ、ＬＴＧ
結晶Ａ1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1は、ＬＴＧ結晶Ａ1、
Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1を作製する融液Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ
にそれぞれ対応し、Ｌａ2Ｏ 3 、Ｔａ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3
の融液の混合比をＬＴＧ結晶の化学量論組成に対して±
１．２５ｍｏｌ％の範囲で変化させ、その他の条件は、
一定にして作製されたものである。なお、ＬＴＧ結晶Ａ
1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1の組成値は、単結晶領域だけを
測定したものであり、図４中には、これらの単結晶領域
の組成値をプロットしてある。
Ｇ結晶を作製する融液の調和溶融組成の範囲について図
３及び図４を用いて説明する。ＬＴＧ結晶の単結晶化し
た領域の組成を測定して、全ての結晶領域で単結晶化す
るＬＴＧ結晶が作製できる融液の調和溶融組成範囲を求
めた。図３は、ＬＴＧ結晶の単結晶領域の組成と融液の
混合比の関係を示す図である。図４は、ＬＴＧ結晶の単
結晶領域の組成と融液の混合比の関係を示す三元組成図
である。図３及び図４中において、ＬＴＧ結晶組成及び
融液の混合比は、それぞれｍｏｌ％で表わされ、ＬＴＧ
結晶Ａ1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1は、ＬＴＧ結晶Ａ1、
Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1を作製する融液Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ
にそれぞれ対応し、Ｌａ2Ｏ 3 、Ｔａ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3
の融液の混合比をＬＴＧ結晶の化学量論組成に対して±
１．２５ｍｏｌ％の範囲で変化させ、その他の条件は、
一定にして作製されたものである。なお、ＬＴＧ結晶Ａ
1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1の組成値は、単結晶領域だけを
測定したものであり、図４中には、これらの単結晶領域
の組成値をプロットしてある。
【００２５】融液Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅから作製されたＬ
ＴＧ結晶Ａ1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1の組成分析には、分
析精度±０．１ｍｏｌ％以下である蛍光Ｘ線分析装置を
用いた。この蛍光Ｘ線分析では、ＬＴＧ結晶Ａ1、Ｂ1、
Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1の組成は、Ｌａ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5及びＧａ2
Ｏ3の組成比として測定される。即ち、ＬＴＧ結晶が化
学量論組成である場合には、ＬＴＧ結晶の組成比は、Ｌ
ａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ2Ｏ3＝３３．３３:５．５６:６
１．１１となる。このため、融液としてのＬａ2Ｏ3、Ｔ
ａ2Ｏ5及びＧａ2Ｏ3の混合比とＬＴＧ結晶の組成分析結
果を比較することができるので、融液の組成を変化させ
ることによって、ＬＴＧ結晶の調和溶融組成の範囲を得
ることができる。
ＴＧ結晶Ａ1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1の組成分析には、分
析精度±０．１ｍｏｌ％以下である蛍光Ｘ線分析装置を
用いた。この蛍光Ｘ線分析では、ＬＴＧ結晶Ａ1、Ｂ1、
Ｃ1、Ｄ1、Ｅ1の組成は、Ｌａ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5及びＧａ2
Ｏ3の組成比として測定される。即ち、ＬＴＧ結晶が化
学量論組成である場合には、ＬＴＧ結晶の組成比は、Ｌ
ａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ2Ｏ3＝３３．３３:５．５６:６
１．１１となる。このため、融液としてのＬａ2Ｏ3、Ｔ
ａ2Ｏ5及びＧａ2Ｏ3の混合比とＬＴＧ結晶の組成分析結
果を比較することができるので、融液の組成を変化させ
ることによって、ＬＴＧ結晶の調和溶融組成の範囲を得
ることができる。
【００２６】ＬＴＧ結晶Ａ1は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇ
ａ2Ｏ3＝３３．３３：５．５６：６１．１１からなる融
液の組成Ａから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ａ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１６５ｍｍであ
り、その結晶化率は約９９％である。この場合、結晶化
率が０％乃至７８％の範囲では、無色透明でクラックの
ない良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結
果、この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ
2Ｏ3＝３３．２９：５．５２：６１．１９であった。
ａ2Ｏ3＝３３．３３：５．５６：６１．１１からなる融
液の組成Ａから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ａ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１６５ｍｍであ
り、その結晶化率は約９９％である。この場合、結晶化
率が０％乃至７８％の範囲では、無色透明でクラックの
ない良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結
果、この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ
2Ｏ3＝３３．２９：５．５２：６１．１９であった。
【００２７】ＬＴＧ結晶Ｂ1は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇ
ａ2Ｏ3＝３２．２６：５．３８：６２．３６からなる融
液の組成Ｂから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｂ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１６０ｍｍであ
り、その結晶化率は約９２％である。この場合、結晶化
率が０％乃至１０％の範囲では、無色透明でクラックの
ない良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結
果、この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ
2Ｏ3＝３３．２４：５．４９：６１．２７であった。
ａ2Ｏ3＝３２．２６：５．３８：６２．３６からなる融
液の組成Ｂから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｂ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１６０ｍｍであ
り、その結晶化率は約９２％である。この場合、結晶化
率が０％乃至１０％の範囲では、無色透明でクラックの
ない良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結
果、この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ
2Ｏ3＝３３．２４：５．４９：６１．２７であった。
【００２８】ＬＴＧ結晶Ｃ1は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇ
ａ2Ｏ3＝３４．５０：５．４６：６０．０４からなる融
液の組成Ｃから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｃ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１４０ｍｍであ
り、その結晶化率は約７８％である。この場合、結晶化
率が０％乃至１４％の範囲では、無色透明でクラックの
ない良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結
果、この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ
2Ｏ3＝３３．３０：５．４２：６１．２８であった。
ａ2Ｏ3＝３４．５０：５．４６：６０．０４からなる融
液の組成Ｃから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｃ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１４０ｍｍであ
り、その結晶化率は約７８％である。この場合、結晶化
率が０％乃至１４％の範囲では、無色透明でクラックの
ない良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結
果、この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ
2Ｏ3＝３３．３０：５．４２：６１．２８であった。
【００２９】ＬＴＧ結晶Ｄ1は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇ
ａ2Ｏ3＝３３．１６：６．０６：６０．７９からなる融
液の組成Ｄから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｄ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１７０ｍｍであ
り、その結晶化率は約９９％である。この場合、結晶化
率が０％乃至６％の範囲では、無色透明でクラックのな
い良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結果、
この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ2Ｏ3
＝３３．２５：５．６３：６１．１２であった。
ａ2Ｏ3＝３３．１６：６．０６：６０．７９からなる融
液の組成Ｄから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｄ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１７０ｍｍであ
り、その結晶化率は約９９％である。この場合、結晶化
率が０％乃至６％の範囲では、無色透明でクラックのな
い良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結果、
この単結晶領域の組成は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ2Ｏ3
＝３３．２５：５．６３：６１．１２であった。
【００３０】ＬＴＧ結晶Ｅ1は、Ｌａ2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇ
ａ2Ｏ3＝３３．５１：５．０６：６１．４３からなる融
液の組成Ｅから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｅ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１６５ｍｍであ
り、その結晶化率は約９９％である。この場合、結晶化
率が０％乃至５％の範囲では、無色透明でクラックのな
い良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結果、
この単結晶領域の組成は、Ｌａ 2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ2Ｏ3
＝３３．３１：５．３４：６１．３５であった。
ａ2Ｏ3＝３３．５１：５．０６：６１．４３からなる融
液の組成Ｅから作製されたものである。ＬＴＧ結晶Ｅ1
の大きさは、直径約２４ｍｍ、長さ約１６５ｍｍであ
り、その結晶化率は約９９％である。この場合、結晶化
率が０％乃至５％の範囲では、無色透明でクラックのな
い良好な単結晶が得られ、蛍光Ｘ線分析を行った結果、
この単結晶領域の組成は、Ｌａ 2Ｏ3:Ｔａ2Ｏ5:Ｇａ2Ｏ3
＝３３．３１：５．３４：６１．３５であった。
【００３１】以上のように、融液の組成をＬＴＧ結晶の
化学量論組成に対して±１．２５ｍｏｌ％の範囲で変化
させた場合には、良好な単結晶領域が存在するＬＴＧ結
晶が得られることがわかった。ＬＴＧ結晶の内の単結晶
領域の組成を融液の組成として用いれば、融液は、調和
溶融組成とすることができる。この結果、融液の組成
は、ＬＴＧ結晶の組成と一致し、変動がなくなるので、
ＬＴＧ結晶は、結晶化率が０％乃至１００％の範囲で良
好な単結晶となる。
化学量論組成に対して±１．２５ｍｏｌ％の範囲で変化
させた場合には、良好な単結晶領域が存在するＬＴＧ結
晶が得られることがわかった。ＬＴＧ結晶の内の単結晶
領域の組成を融液の組成として用いれば、融液は、調和
溶融組成とすることができる。この結果、融液の組成
は、ＬＴＧ結晶の組成と一致し、変動がなくなるので、
ＬＴＧ結晶は、結晶化率が０％乃至１００％の範囲で良
好な単結晶となる。
【００３２】また、蛍光Ｘ線分析装置の分析精度（±
０．１ｍｏｌ％以下）を考慮して、図３で得られた結果
を図４に示す３元組成図にプロットすると、融液が調和
溶融組成となる領域は斜線で示した領域Ｑとなる。この
結果、領域Ｑの範囲内にある組成の融液を用いれば、調
和溶融組成からの成長が可能となり、インクル-ジョン
やクラックのない、結晶化率が０％乃至１００％の範囲
で良好な単結晶が得られる。この領域Ｑは、Ｌａ2Ｏ3、
Ｔａ2Ｏ5及びＧａ2Ｏ3の混合比をそれぞれに対応して
Ｘ、Ｙ、Ｚとすると、３３．１４ｍｏｌ％≦Ｘ≦３３．
４１ｍｏｌ％、５．２４ｍｏｌ％≦Ｙ≦５．７３ｍｏｌ
％、６１．０２ｍｏｌ％≦Ｚ≦６１．４５ｍｏｌ％、か
つＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ｍｏｌ％である。このような混合
比の融液からＬＴＧ結晶を作製すれば、融液の組成は、
ＬＴＧ結晶の組成と一致し、変動がなくなるので、イン
クル-ジョンやクラックのない良好なＬＴＧの単結晶を
得ることができる。即ち、調和溶融組成の融液から作製
されたＬＴＧ結晶の組成を化学式ＬａuＴａvＧａwＯ14
で表すと、Ｌａの組成ｕ、Ｔａの組成ｖ、Ｇａの組成ｗ
において、それぞれの範囲は、２．９８２６≦ｕ≦３．
００６９、０．４７１６≦ｖ≦０．５１５７、５．４９
１８≦ｗ≦５．５３０５と表すことができる。以上のよ
うに、調和溶融組成から作製されたＬａuＴａvＧａwＯ
14は、結晶化率が０％乃至１００％の範囲で良好な単結
晶となる。本発明について、実施の形態に沿って説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。
０．１ｍｏｌ％以下）を考慮して、図３で得られた結果
を図４に示す３元組成図にプロットすると、融液が調和
溶融組成となる領域は斜線で示した領域Ｑとなる。この
結果、領域Ｑの範囲内にある組成の融液を用いれば、調
和溶融組成からの成長が可能となり、インクル-ジョン
やクラックのない、結晶化率が０％乃至１００％の範囲
で良好な単結晶が得られる。この領域Ｑは、Ｌａ2Ｏ3、
Ｔａ2Ｏ5及びＧａ2Ｏ3の混合比をそれぞれに対応して
Ｘ、Ｙ、Ｚとすると、３３．１４ｍｏｌ％≦Ｘ≦３３．
４１ｍｏｌ％、５．２４ｍｏｌ％≦Ｙ≦５．７３ｍｏｌ
％、６１．０２ｍｏｌ％≦Ｚ≦６１．４５ｍｏｌ％、か
つＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ｍｏｌ％である。このような混合
比の融液からＬＴＧ結晶を作製すれば、融液の組成は、
ＬＴＧ結晶の組成と一致し、変動がなくなるので、イン
クル-ジョンやクラックのない良好なＬＴＧの単結晶を
得ることができる。即ち、調和溶融組成の融液から作製
されたＬＴＧ結晶の組成を化学式ＬａuＴａvＧａwＯ14
で表すと、Ｌａの組成ｕ、Ｔａの組成ｖ、Ｇａの組成ｗ
において、それぞれの範囲は、２．９８２６≦ｕ≦３．
００６９、０．４７１６≦ｖ≦０．５１５７、５．４９
１８≦ｗ≦５．５３０５と表すことができる。以上のよ
うに、調和溶融組成から作製されたＬａuＴａvＧａwＯ
14は、結晶化率が０％乃至１００％の範囲で良好な単結
晶となる。本発明について、実施の形態に沿って説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
【発明の効果】本発明のランガサイト型結晶の作製方法
によれば、アルゴンに対する酸素濃度比が０．１体積％
乃至１．５体積％の範囲の雰囲気ガス中でランガサイト
型結晶の作製を行うようにしているので、無色透明で、
かつインクルージョン、クラックの発生のない圧電材料
に好適なランガサイト型結晶を得ることができる。酸化
ランタン、酸化タンタル及び酸化ガリウムの混合比をそ
れぞれに対応してＸ、Ｙ、Ｚとすると、その混合比を３
３．１４ｍｏｌ％≦Ｘ≦３３．４１ｍｏｌ％、５．２４
ｍｏｌ％≦Ｙ≦５．７３ｍｏｌ％、６１．０２ｍｏｌ％
≦Ｚ≦６１．４５ｍｏｌ％、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ｍ
ｏｌ％にした融液は調和溶融組成であるので、この融液
からランガサイト型結晶を作製すれば、結晶化率が０％
乃至１００％の範囲でインクル-ジョンやクラックのな
い良好な単結晶となるランガサイト型結晶を作製するこ
とができる。
によれば、アルゴンに対する酸素濃度比が０．１体積％
乃至１．５体積％の範囲の雰囲気ガス中でランガサイト
型結晶の作製を行うようにしているので、無色透明で、
かつインクルージョン、クラックの発生のない圧電材料
に好適なランガサイト型結晶を得ることができる。酸化
ランタン、酸化タンタル及び酸化ガリウムの混合比をそ
れぞれに対応してＸ、Ｙ、Ｚとすると、その混合比を３
３．１４ｍｏｌ％≦Ｘ≦３３．４１ｍｏｌ％、５．２４
ｍｏｌ％≦Ｙ≦５．７３ｍｏｌ％、６１．０２ｍｏｌ％
≦Ｚ≦６１．４５ｍｏｌ％、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ｍ
ｏｌ％にした融液は調和溶融組成であるので、この融液
からランガサイト型結晶を作製すれば、結晶化率が０％
乃至１００％の範囲でインクル-ジョンやクラックのな
い良好な単結晶となるランガサイト型結晶を作製するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランガサイト型結晶の作製に用いられ
るチョクラルスキー炉を示す断面図である。
るチョクラルスキー炉を示す断面図である。
【図２】本発明のランガサイト型結晶の作製方法によっ
て作製されたＬＴＧ結晶の評価を示す図である。
て作製されたＬＴＧ結晶の評価を示す図である。
【図３】ＬＴＧ結晶の単結晶領域の組成と融液の混合比
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】ＬＴＧ結晶の単結晶領域のと融液の混合比の関
係を示す三元組成図である。
係を示す三元組成図である。
１…チョクラルスキ−炉、２…石英管、３…高周波コイ
ル、４…保温筒、５…るつぼ、６…融液、７…ＬＴＧ結
晶、８…引上げ棒
ル、４…保温筒、５…るつぼ、６…融液、７…ＬＴＧ結
晶、８…引上げ棒
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１０月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】第３の発明として、請求項１又は２記載の
ランガサイト型結晶の作製方法において、前記融液は、
前記酸化ランタン、前記酸化タンタル、前記酸化ガリウ
ムの混合比をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚとして、３３．１４≦
Ｘ≦３３．４１、５．２４≦Ｙ≦５．７３、６１．０２
≦Ｚ≦６１．４５で、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００からなる
ことを特徴とする。
ランガサイト型結晶の作製方法において、前記融液は、
前記酸化ランタン、前記酸化タンタル、前記酸化ガリウ
ムの混合比をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚとして、３３．１４≦
Ｘ≦３３．４１、５．２４≦Ｙ≦５．７３、６１．０２
≦Ｚ≦６１．４５で、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００からなる
ことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】第４の発明として、前記融液は、前記酸化
ランタン、前記酸化タンタル、前記酸化ガリウムの混合
比をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚとして、３３．１４≦Ｘ≦３
３．４１、５．２４≦Ｙ≦５．７３、６１．０２≦Ｚ≦
６１．４５で、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００を有することを
特徴とする。
ランタン、前記酸化タンタル、前記酸化ガリウムの混合
比をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚとして、３３．１４≦Ｘ≦３
３．４１、５．２４≦Ｙ≦５．７３、６１．０２≦Ｚ≦
６１．４５で、かつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００を有することを
特徴とする。
Claims (4)
- 【請求項１】チョクラルスキ−法を用いたランガサイト
型結晶の作製方法において、 融液として、 ランタン・タンタル・ガリウム酸化物の化学量論的組成
比で混合された酸化ランタン、酸化タンタル及び酸化ガ
リウムの粉末を用い、 結晶引き上げが、 アルゴンと酸素を含む雰囲気中で行われることを特徴と
するランガサイト型結晶の作製方法。 - 【請求項２】前記酸素の濃度が前記アルゴンの濃度に対
して、０．１体積％乃至１．５体積％であることを特徴
とする請求項１記載のランガサイト型結晶の作製方法。 - 【請求項３】前記融液は、前記酸化ランタン、前記酸化
タンタル、前記酸化ガリウムの混合比をそれぞれＸ、
Ｙ、Ｚとして、３３．１４≦Ｘ≦３３．４１、５．２４
≦Ｙ≦５．７３、６１．０２≦Ｚ≦６１．４５で、かつ
Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００からなることを特徴とする請求項
１、２記載のランガサイト型結晶の作製方法。 - 【請求項４】請求項３記載のランガサイト型結晶の作製
方法から作製されたことを特徴とするランガサイト型結
晶。
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- 1999-03-16 US US09/268,949 patent/US6303048B1/en not_active Expired - Lifetime
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