JPS59107996A - 無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法 - Google Patents
無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法Info
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- JPS59107996A JPS59107996A JP21362482A JP21362482A JPS59107996A JP S59107996 A JPS59107996 A JP S59107996A JP 21362482 A JP21362482 A JP 21362482A JP 21362482 A JP21362482 A JP 21362482A JP S59107996 A JPS59107996 A JP S59107996A
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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
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/002—Crucibles or containers for supporting the melt
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法
に関する。無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶は圧
電素子、電気光学結晶として注目されている。
に関する。無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶は圧
電素子、電気光学結晶として注目されている。
従来の無機複合酸化物の単結晶の育成法としては
（１） 無機複合酸化物の融液に種結晶をつけて引き
上げる方法。
上げる方法。
但し、引き上げられた単結晶の組成と残された残留融液
の組成とが異る場合（インコングルエンドメルトから単
結晶を引き上げる場合）所謂トップシー ディング法。
の組成とが異る場合（インコングルエンドメルトから単
結晶を引き上げる場合）所謂トップシー ディング法。
（２） 融液中に種結晶を入れて融液を冷却して種結
晶を大きくする方法、所謂カイロポーラス法。
晶を大きくする方法、所謂カイロポーラス法。
方法、所謂ブリッヂマン法。
（４） あるいは（５）と同形のルツボを使用して筒
の外側を頂部と底部の温度差をつけたまま全体の温度を
下げる方法、所謂炉温降下法。
の外側を頂部と底部の温度差をつけたまま全体の温度を
下げる方法、所謂炉温降下法。
（５）２本焼結体の端部を接触させ、一方の焼結体を目
的組成とし、他方焼結体の端部に種結晶を付し、接触部
に融体を作り（この部分を加熱）１．１．結晶を育成す
る方法、所謂フローティングゾ−：ン法。
的組成とし、他方焼結体の端部に種結晶を付し、接触部
に融体を作り（この部分を加熱）１．１．結晶を育成す
る方法、所謂フローティングゾ−：ン法。
等゛の方法が知られている。
、 。
前記（１）の方法はｔ晶内にセルグロースが生じ、大型
結晶の良質な単結晶が得難い。
結晶の良質な単結晶が得難い。
前記（２）の方法は可成り大きくて良質な種結晶は得ら
れるが、炉温を徐々に降下される必要があると共に特に
育成に長時間を要する欠点がある。
れるが、炉温を徐々に降下される必要があると共に特に
育成に長時間を要する欠点がある。
前記（３） （４）の方法はろ斗状の傾斜壁面に成長方
向の異なる種子が沢山でき、一つの種子を大きな単結晶
に成長させることが困難である。
向の異なる種子が沢山でき、一つの種子を大きな単結晶
に成長させることが困難である。
前記（５）の方法は急冷を伴うため良質な単結晶は得難
い。
い。
本発明はこれら従来法のブリッヂマン法及び炉温降下法
における欠点を改善し、大きな単結晶を容易に育成する
方法を提供するにある。
における欠点を改善し、大きな単結晶を容易に育成する
方法を提供するにある。
本発明者はブリッヂマン法及び炉温降下法による単結晶
の液内成長に際する残留融液の性質について研究した結
果、例えば第１図のＫＴａＯ，−ＫＮｂＯ３糸の無機複
合酸化物相図に示すように、Ａの組成宣′融液からは、
Ａの組成よりもＴａが多く Ｎｂの少な゛いＢの組成の
結晶ができる。その結果、残留溶湾１はＮｂイオンが多
くなる。しかし結晶育成の結果はき出されたＮｂイオン
は残留融液中に均一に拡散されるわけではなく、軽いＮ
ｂイオンは下に沈まずに融液の上部にのぼっていくので
、結晶の近傍に低融点の融液がだ捷ることはなく、結晶
にセルグロースが生ずることがない。しかし、結晶の育
成が進むと融液の組成がＴａイオンの割合が少ないもの
となるので得られる単結晶の組成が変化してくる。従っ
て、ルツボ下部に目的単結晶組成の焼結体を、その上に
固溶体組成物中の比重の大きい無・−酸化物を目的単結
晶組成よシ多く含有させた組成の焼結体を重ねて設ける
ことにより融液の組成を一定に保持し得られることが分
った。
の液内成長に際する残留融液の性質について研究した結
果、例えば第１図のＫＴａＯ，−ＫＮｂＯ３糸の無機複
合酸化物相図に示すように、Ａの組成宣′融液からは、
Ａの組成よりもＴａが多く Ｎｂの少な゛いＢの組成の
結晶ができる。その結果、残留溶湾１はＮｂイオンが多
くなる。しかし結晶育成の結果はき出されたＮｂイオン
は残留融液中に均一に拡散されるわけではなく、軽いＮ
ｂイオンは下に沈まずに融液の上部にのぼっていくので
、結晶の近傍に低融点の融液がだ捷ることはなく、結晶
にセルグロースが生ずることがない。しかし、結晶の育
成が進むと融液の組成がＴａイオンの割合が少ないもの
となるので得られる単結晶の組成が変化してくる。従っ
て、ルツボ下部に目的単結晶組成の焼結体を、その上に
固溶体組成物中の比重の大きい無・−酸化物を目的単結
晶組成よシ多く含有させた組成の焼結体を重ねて設ける
ことにより融液の組成を一定に保持し得られることが分
った。
また、前記したように従来のブリッヂマン法及び炉温降
下法は、使用するルツボの下部がろ斗状であるため、傾
斜面に結晶が育成され、沢山の成長方向の異なるものが
でき、一つの種子を大きな単結晶に成長させることがで
き難い。本発明においてはそのルツボ形状を平底筒状に
なすことによって、長方形状の結晶の育成の場合にはた
とえ複数ｊの核が生じても、生成方向が同じとなるので
最終的には得られる結晶は一つの結晶となり大きな結晶
が得られる。またルツボの筒径が大きくなると（〜２！
７露φ以上）、ルツボの底面上に面方向に成長方向の異
なる核ができることがある。この点を改善するために、
ルツボの底下面の中心に窒素。
下法は、使用するルツボの下部がろ斗状であるため、傾
斜面に結晶が育成され、沢山の成長方向の異なるものが
でき、一つの種子を大きな単結晶に成長させることがで
き難い。本発明においてはそのルツボ形状を平底筒状に
なすことによって、長方形状の結晶の育成の場合にはた
とえ複数ｊの核が生じても、生成方向が同じとなるので
最終的には得られる結晶は一つの結晶となり大きな結晶
が得られる。またルツボの筒径が大きくなると（〜２！
７露φ以上）、ルツボの底面上に面方向に成長方向の異
なる核ができることがある。この点を改善するために、
ルツボの底下面の中心に窒素。
空気等の気体を吹きつけると底面における温度の中心を
低く、周囲が高い温度勾配をもたらし、これによって中
心に最初にできた核だけを成長させ得々れる３とが分９
た・０″方法は長方形状０単結諷だけでなく、すべての
形状の単結晶育成に有効である。これらの知見に基いて
本発明を完成した。
低く、周囲が高い温度勾配をもたらし、これによって中
心に最初にできた核だけを成長させ得々れる３とが分９
た・０″方法は長方形状０単結諷だけでなく、すべての
形状の単結晶育成に有効である。これらの知見に基いて
本発明を完成した。
本発明の要旨は、無機複合酸化物の固溶体組成物の焼結
体をルツボ内に収容し、加熱融解して単結晶を育成する
方法において、ルツボとして平底ルツボを使用し、ルツ
ボ下部に目的単結晶組成の焼結体を、その上に固溶体組
成物成分中の比重の内きい無機酸化物を目的単結晶組成
よシ多く含有１き：せた組成の焼結体を重ねて設け、且
つ該ルツボ内−め焼結体の下部温度を低く、上部温度を
高くした温度勾配をつけて加熱融解させて結晶を育成す
ることを特徴とする無機複合酸化物の固溶体組成物の単
結晶育成法にある。
体をルツボ内に収容し、加熱融解して単結晶を育成する
方法において、ルツボとして平底ルツボを使用し、ルツ
ボ下部に目的単結晶組成の焼結体を、その上に固溶体組
成物成分中の比重の内きい無機酸化物を目的単結晶組成
よシ多く含有１き：せた組成の焼結体を重ねて設け、且
つ該ルツボ内−め焼結体の下部温度を低く、上部温度を
高くした温度勾配をつけて加熱融解させて結晶を育成す
ることを特徴とする無機複合酸化物の固溶体組成物の単
結晶育成法にある。
本発明における無機複合酸化物としては、例えない。
また、ルツボ内に入れる焼結体の組成の段差は少−くと
も２段は必要であるが、それ以上にすることは任意であ
る。
も２段は必要であるが、それ以上にすることは任意であ
る。
本発明の方法において、ルツボの焼結体の下部温度を低
く、上部温度を高くした温度勾配をつける方法としては
、ルツボ外周をそのような温度勾配になるように加熱し
てもよく、また、そのような温度勾配に保った炉中にル
ツボを下降させることによって行うことができる。
く、上部温度を高くした温度勾配をつける方法としては
、ルツボ外周をそのような温度勾配になるように加熱し
てもよく、また、そのような温度勾配に保った炉中にル
ツボを下降させることによって行うことができる。
本発明の方法によると、ルツボ中に入れる焼結体の組成
の段差と、ルツボ内の焼結体を加熱融解する温度の上部
温度と下部温度との温度勾配とが相俟って、融液の組成
が結晶育成が進んでも常に一つの組成に保存し得られる
ため、得られる単結晶の組成を一定に保ち得られる。ま
た、本発明の方法によると、ルツボの底が平底であるた
め、長方形状の結晶の育成の場合はたとえ複数の核が生
じても、生成方向が同じなので最終的に−りの単結晶に
なる。
の段差と、ルツボ内の焼結体を加熱融解する温度の上部
温度と下部温度との温度勾配とが相俟って、融液の組成
が結晶育成が進んでも常に一つの組成に保存し得られる
ため、得られる単結晶の組成を一定に保ち得られる。ま
た、本発明の方法によると、ルツボの底が平底であるた
め、長方形状の結晶の育成の場合はたとえ複数の核が生
じても、生成方向が同じなので最終的に−りの単結晶に
なる。
また、大きなルツボ（〜２０闘φ以上）を使用する場合
、ルツボの底の下面の中心に気流を吹きつけることによ
って接金一つにしぼり、それを一つの大きな単結晶に育
成出来る優れた効果を有する。
、ルツボの底の下面の中心に気流を吹きつけることによ
って接金一つにしぼり、それを一つの大きな単結晶に育
成出来る優れた効果を有する。
実施例１． ＫＴａｏ、５Ｎｂｏ、５０５単結晶育成
この単結晶育成には炉温降下法を適用した。
この単結晶育成には炉温降下法を適用した。
１５φｘ１４Ｑｍｉの筒状平底の白金ルツボを使用した
。原料としてに２Ｃ○３．Ｔａ２Ｏ，、Ｎｂ２Ｏ５を使
用し、 （、ＩＩ Ｋ２ＧＯ，（６０％）、Ｔａ２０３（８％
）、Ｎｂ２０５（３２％） （Ｂ） Ｋ２ＣＯ５（６０％）、Ｔａ２０３（９，２
％）、Ｎｂ２０５（３０，８％） （Ｃ） Ｋ２Ｇｏ、 （６０％）、Ｔａ２０５ （
１０％）、Ｎｂ２０５（３０％） （但し％はモル％） の３種類の組成に調合した。
。原料としてに２Ｃ○３．Ｔａ２Ｏ，、Ｎｂ２Ｏ５を使
用し、 （、ＩＩ Ｋ２ＧＯ，（６０％）、Ｔａ２０３（８％
）、Ｎｂ２０５（３２％） （Ｂ） Ｋ２ＣＯ５（６０％）、Ｔａ２０３（９，２
％）、Ｎｂ２０５（３０，８％） （Ｃ） Ｋ２Ｇｏ、 （６０％）、Ｔａ２０５ （
１０％）、Ｎｂ２０５（３０％） （但し％はモル％） の３種類の組成に調合した。
これらの原料粉末をそれぞれ９００℃で仮焼し、（Ａ）
（Ｂ） （Ｃ）を等量ずつこの順序で三段に１ねて、
ルツボ−ぽいになるように成型して１０５０℃で焼結し
たδ 得られた焼結体を（４）が底部になるようにルツボに入
れ、ルツボの温度を上部１３５０℃、下部温度１３００
℃として２４時間保った後、１℃／ｈｒで下部湿度が１
１００℃になるまで降温した。１１００℃から自然放冷
して室温まで下げた。得られた結晶は１４φＸ１００（
−の無色透明なＫＴａＯ３（５０％）−ＫＮｂＯ３（５
０％）の組成からなる単結晶であった。
（Ｂ） （Ｃ）を等量ずつこの順序で三段に１ねて、
ルツボ−ぽいになるように成型して１０５０℃で焼結し
たδ 得られた焼結体を（４）が底部になるようにルツボに入
れ、ルツボの温度を上部１３５０℃、下部温度１３００
℃として２４時間保った後、１℃／ｈｒで下部湿度が１
１００℃になるまで降温した。１１００℃から自然放冷
して室温まで下げた。得られた結晶は１４φＸ１００（
−の無色透明なＫＴａＯ３（５０％）−ＫＮｂＯ３（５
０％）の組成からなる単結晶であった。
実施例２．径の大きいＫＴａｏ、５Ｎｂｏ、５ｏ３単結
晶育成この場合も炉温降下法を適用した。
晶育成この場合も炉温降下法を適用した。
３０φＸ１５Ｑｍｓの筒状平底の白金ルツボを使用した
。原料としてに、、（ＥＯ５ｚ Ｔａ、、、０５．Ｎｂ
２Ｏ３を使用い （Ａ）Ｋ２ＣＯ２（６０％）、Ｔａ２ｏ５（８％） 、
Ｎｂ ２０５（３２％） （Ｂ） Ｋ２ＣＯ３（６０％）、Ｔａ２ｏ５（９，２
％）ＳＮｂ２ｏ５（３０，８％） （０） Ｋ２（ＥＯ３（６０％）、Ｔａ２ｏ５（１０
％）、Ｎｂ２Ｏ。
。原料としてに、、（ＥＯ５ｚ Ｔａ、、、０５．Ｎｂ
２Ｏ３を使用い （Ａ）Ｋ２ＣＯ２（６０％）、Ｔａ２ｏ５（８％） 、
Ｎｂ ２０５（３２％） （Ｂ） Ｋ２ＣＯ３（６０％）、Ｔａ２ｏ５（９，２
％）ＳＮｂ２ｏ５（３０，８％） （０） Ｋ２（ＥＯ３（６０％）、Ｔａ２ｏ５（１０
％）、Ｎｂ２Ｏ。
（３０％）
の３種類の組成に調合した。
これらの原料粉末をそれぞれ約９００℃で仮焼し、（４
）、 （Ｂ） 、 （Ｇ）をこの順序で等量ずつ三段に
重ねてルツボ−ぽいになるように成型して１０５０℃で
焼結した。得られた焼結体を（４）が底部になるように
入れ、ルツボの温度を底下面の中心に吹きつける気流を
吹き付けながら、ルツボの上部温度を１３５０℃、下部
温度を１３００℃で２４時間保った。その後、１℃／ｈ
ｒで下部温度が１１００℃になるまで降温し、１１００
℃から自然放冷して室温まで下げた。
）、 （Ｂ） 、 （Ｇ）をこの順序で等量ずつ三段に
重ねてルツボ−ぽいになるように成型して１０５０℃で
焼結した。得られた焼結体を（４）が底部になるように
入れ、ルツボの温度を底下面の中心に吹きつける気流を
吹き付けながら、ルツボの上部温度を１３５０℃、下部
温度を１３００℃で２４時間保った。その後、１℃／ｈ
ｒで下部温度が１１００℃になるまで降温し、１１００
℃から自然放冷して室温まで下げた。
得られた結晶は２７φＸ ９ Ｑ ｍｍの無色透明なＫ
Ｔａｏ、５Ｎｂｏ、５０３の単結晶であった。
Ｔａｏ、５Ｎｂｏ、５０３の単結晶であった。
図面ばＫＴａＯ３−ＫＮｂＯ３系の相図を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 無機複合酸化物の固溶体組成物の焼結体をルツボ
内に収容し、加熱融解して単結晶を育成する方法におい
て、ルツボとして平底筒状ルツボを使用し、ルツボ下部
に目的単結晶組成の焼結体を、その上に固溶体組成物成
分中の比重の大きい無機酸化物を目的単結晶組成より多
く含有させた組成の焼結体を］１ねて設け、且つ該ルツ
ボ内の焼結体の下部湿度を低く、上部温度を高くした温
度勾配をつけて加熱融解させて結晶を育成することを特
徴とする無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法
。 ２、 ルツボの外周をルツボの下部温度を低く、上部温
度を高くした温度勾配をつけて加熱゛する特許請求の範
囲第１項記載の単結晶育成法。 ６、 下部温度を低く、上部温度を高くした温度勾配を
つけた炉中にルツボを下降させる特許請求の範囲第１項
記載の単結晶育成法。 ４、 ルツボの底外面の中心に気流を吹きつける特許請
求の範囲第１項記載の単結晶育成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21362482A JPS6046078B2 (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21362482A JPS6046078B2 (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107996A true JPS59107996A (ja) | 1984-06-22 |
| JPS6046078B2 JPS6046078B2 (ja) | 1985-10-14 |
Family
ID=16642241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21362482A Expired JPS6046078B2 (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 無機複合酸化物の固溶体組成物の単結晶育成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046078B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158897A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-26 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 耐放射線性材料 |
| WO2006054610A1 (ja) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 結晶製造装置 |
| JP2007099580A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物単結晶の製造方法および結晶製造装置 |
-
1982
- 1982-12-06 JP JP21362482A patent/JPS6046078B2/ja not_active Expired
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158897A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-26 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 耐放射線性材料 |
| JPH0340000B2 (ja) * | 1984-08-30 | 1991-06-17 | ||
| WO2006054610A1 (ja) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 結晶製造装置 |
| EP1813700A1 (en) * | 2004-11-16 | 2007-08-01 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Apparatus for crystal production |
| EP1813700A4 (en) * | 2004-11-16 | 2009-04-22 | Nippon Telegraph & Telephone | APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF CRYSTALS |
| JP2009221101A (ja) * | 2004-11-16 | 2009-10-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 結晶製造装置 |
| US8992683B2 (en) | 2004-11-16 | 2015-03-31 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Apparatus for producing crystals |
| JP2007099580A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物単結晶の製造方法および結晶製造装置 |
| JP4579122B2 (ja) * | 2005-10-06 | 2010-11-10 | 日本電信電話株式会社 | 酸化物単結晶の製造方法およびその製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6046078B2 (ja) | 1985-10-14 |
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