JPH01320296A - Ｂｉ↓１↓２ＳｉＯ↓２↓０単結晶の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ↓１↓２ＳｉＯ↓２↓０単結晶の製造方法Info
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- JPH01320296A JPH01320296A JP15399988A JP15399988A JPH01320296A JP H01320296 A JPH01320296 A JP H01320296A JP 15399988 A JP15399988 A JP 15399988A JP 15399988 A JP15399988 A JP 15399988A JP H01320296 A JPH01320296 A JP H01320296A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はＢｊ＋ｚＳｉＯ１゜（以下ＢＳＯと記載する）
単結晶の製造法に関する。 ＢＳＯ単結晶は大きな電気
光学効果を有し、電圧センサー素子や画像記憶素子とし
て有用なものである。
単結晶の製造法に関する。 ＢＳＯ単結晶は大きな電気
光学効果を有し、電圧センサー素子や画像記憶素子とし
て有用なものである。
従来技術
従来、ＢＳＯ単結晶は結晶組成に近いＢｉｇＯｉ ：
５ｉＯｚ＝ ６ ： １組成融液から回転引上げ法で育
成することにより製造されてきた。
５ｉＯｚ＝ ６ ： １組成融液から回転引上げ法で育
成することにより製造されてきた。
しかし、この方法で育成されたＢＳＯ単結晶は、ビスマ
ス成分が過剰に結晶中に取り込まれ、３８０〜５００ｎ
−の波長領域で純粋な化学量論比組成を持ったＢＳＯ単
結晶の理論特性よりもはるかに大きな光吸収を示す、し
かも、光吸収の度合は育成条件を敏感に反映するので、
育成条件が結晶育成時に変動すると、特性値（光透過率
）のバラツキが生ずる。また、結晶中のコア（あるいは
ファセット）と呼ばれる領域とそれ以外の領域では、光
吸収の度合が異なったり、両頭域の境界で歪が生したり
する。このような光学特性の不均一や結晶内歪の存在は
、素子の信頼性や素子製作の歩留まりを悪くする原因と
なっていた。
ス成分が過剰に結晶中に取り込まれ、３８０〜５００ｎ
−の波長領域で純粋な化学量論比組成を持ったＢＳＯ単
結晶の理論特性よりもはるかに大きな光吸収を示す、し
かも、光吸収の度合は育成条件を敏感に反映するので、
育成条件が結晶育成時に変動すると、特性値（光透過率
）のバラツキが生ずる。また、結晶中のコア（あるいは
ファセット）と呼ばれる領域とそれ以外の領域では、光
吸収の度合が異なったり、両頭域の境界で歪が生したり
する。このような光学特性の不均一や結晶内歪の存在は
、素子の信頼性や素子製作の歩留まりを悪くする原因と
なっていた。
発明の目的
本発明は従来法におけるＢＳＯ単結晶の欠点をなくそう
とするもので、その目的は光透過率が純粋なりＳＯ結晶
の理想特性に近く、しかも光学特性が均一で結晶内歪の
ないＢＳＯ単結晶を容易に製造することか可能な方法を
提供しようとするものである。
とするもので、その目的は光透過率が純粋なりＳＯ結晶
の理想特性に近く、しかも光学特性が均一で結晶内歪の
ないＢＳＯ単結晶を容易に製造することか可能な方法を
提供しようとするものである。
発明の構成
本発明者らは前記目的を達成すべ（鋭意研究の結果、融
液から結晶を育成する方法において、その融ｅ組成を、
従来の結晶組成に近い一致溶融組成ではなく、それより
ビスマス成分の少ない（珪素成分の多い）特定範囲の組
成とすると、結晶中に取り込まれる過剰なビスマス成分
が少なくなり、また光学特性が均一で、結晶内量のない
優れたＢＳＯ単結晶を容易に製造し得られることを知見
し得た。この知見に基づいて本発明を完成した。
液から結晶を育成する方法において、その融ｅ組成を、
従来の結晶組成に近い一致溶融組成ではなく、それより
ビスマス成分の少ない（珪素成分の多い）特定範囲の組
成とすると、結晶中に取り込まれる過剰なビスマス成分
が少なくなり、また光学特性が均一で、結晶内量のない
優れたＢＳＯ単結晶を容易に製造し得られることを知見
し得た。この知見に基づいて本発明を完成した。
本発明の要旨は、融液からＢｌ＋ｇＳｉＯ□。単結晶を
育成する方法において、融液組成を珪素成分過剰なＳｉ
ＯＪ（Ｂｉｇｏｔ ＋Ｓｉりのモル分率＝０．１８〜０
．２８の範囲に保った融液から育成することを特徴とす
るＢ１１１ＳｉＯｔ＊単結晶の製造法にある。
育成する方法において、融液組成を珪素成分過剰なＳｉ
ＯＪ（Ｂｉｇｏｔ ＋Ｓｉりのモル分率＝０．１８〜０
．２８の範囲に保った融液から育成することを特徴とす
るＢ１１１ＳｉＯｔ＊単結晶の製造法にある。
前記モル分率が０．１８より小さいと、珪素成分を過剰
にした効果がなく、過剰ビスマス成分が結晶中に取り込
まれる。また、０．２８を趨えると珪素をより含んだ他
の固相が結晶中に析出しやすくなる。
にした効果がなく、過剰ビスマス成分が結晶中に取り込
まれる。また、０．２８を趨えると珪素をより含んだ他
の固相が結晶中に析出しやすくなる。
従って０．１８〜０．２８の範囲であることが必要であ
る。
る。
本発明における融液から単結晶を育成する方法としては
、引上げ法２ブリンジマン法、帯溶融法。
、引上げ法２ブリンジマン法、帯溶融法。
フローティングゾーン法などいずれの方法でもよい、し
かし、育成結晶の高品質化が達成し易い点から引上げ法
、帯溶融法、フローティングゾーン法が好ましい。
かし、育成結晶の高品質化が達成し易い点から引上げ法
、帯溶融法、フローティングゾーン法が好ましい。
本発明に用いる出発原料としては市販の９９．９９％純
度のＢｉＪｓ 、ＳｉＯ□でも良いができるだけ純度の
高い原料を使用するのが好ましい、フローティングゾー
ン法の場合には、それら出発原料粉末をＢｉｇＯｓ
：５ｉＯｔ＝６ ： １ （化学量論比組成）に混合し
、棒状に成形・焼結して原料棒とする。また、溶融帯の
融液組成を珪素成分過剰にするために、珪素成分過剰（
ＳｉＯｚ／ （Ｂｉｇ０３ ＋ ５ｉｆｔ ）モル分率
−〇、１８〜０．２８好ましくは０．２５程度）のペレ
ント状の焼結体（好ましくは溶融帯と同程度の容積を持
つ）を用意し、あらかじめ種結晶上に置き、加熱して融
解させ溶融帯を形成してから育成を始める。
度のＢｉＪｓ 、ＳｉＯ□でも良いができるだけ純度の
高い原料を使用するのが好ましい、フローティングゾー
ン法の場合には、それら出発原料粉末をＢｉｇＯｓ
：５ｉＯｔ＝６ ： １ （化学量論比組成）に混合し
、棒状に成形・焼結して原料棒とする。また、溶融帯の
融液組成を珪素成分過剰にするために、珪素成分過剰（
ＳｉＯｚ／ （Ｂｉｇ０３ ＋ ５ｉｆｔ ）モル分率
−〇、１８〜０．２８好ましくは０．２５程度）のペレ
ント状の焼結体（好ましくは溶融帯と同程度の容積を持
つ）を用意し、あらかじめ種結晶上に置き、加熱して融
解させ溶融帯を形成してから育成を始める。
本発明における結晶の成長速度は、０．１−１５Ｍ／時
、好ましくは０．５〜４．０ｍ／時である。育成雰囲気
は、酸素、窒素、空気のいずれでも可能である。
、好ましくは０．５〜４．０ｍ／時である。育成雰囲気
は、酸素、窒素、空気のいずれでも可能である。
フローティングゾーン法では、アフターヒーターなどを
利用して、成長した結晶の象、冷による割れなどを防ぐ
事が好ましい。さらに、育成した結晶は約７８０〜８２
０°Ｃで焼鈍する事が好ましい。
利用して、成長した結晶の象、冷による割れなどを防ぐ
事が好ましい。さらに、育成した結晶は約７８０〜８２
０°Ｃで焼鈍する事が好ましい。
実施例
市販の高純度（９９，９９９９％）ＢｉＪｓ とｓｔｏ
ｗ （純度９９．９９％）原料粉末を６：１のモル比で
混合し、１ ｔｏｎ／ｃｍ”の静水圧で棒状にラバープ
レス成形し、８１０°Ｃの酸素中で焼結し原料棒を作成
した。また、溶融帯の組成を珪素成分過剰にするために
、同様のプロセスで５ｉｆｔ／ （ＢｉｚＯｔ ＋Ｓｉ
ｎｇ）モル分率０，２６の組成をもった焼結ペレットを
用意した。次に、原料棒を回転楕円面鏡を用いた集光式
フローティングゾーン法単結晶製造装置に装填し、別に
準備した８５０種結晶を装填し、その種結晶上に焼結ペ
レットを置いた。雰囲気ガスとして窒素ガスを毎分２リ
ツトルの割合で流しながらランプ出力を上げて加熱し、
焼結ペレットを融解したところで原料棒と接合させ、安
定した溶融帯を形成した後、フローティングゾーン法の
常法に従って、結晶育成操作を行った。育成条件は、原
料棒及び種結晶の回転速度が逆方向にそれぞれ４０回／
分、結晶成長速度は３ｍｍ／時であった。得られたＢＳ
Ｏ単結晶を２０時間約８００ ’Ｃで焼鈍し、わずかに
黄色味を帯びた透明な結晶体を得た。
ｗ （純度９９．９９％）原料粉末を６：１のモル比で
混合し、１ ｔｏｎ／ｃｍ”の静水圧で棒状にラバープ
レス成形し、８１０°Ｃの酸素中で焼結し原料棒を作成
した。また、溶融帯の組成を珪素成分過剰にするために
、同様のプロセスで５ｉｆｔ／ （ＢｉｚＯｔ ＋Ｓｉ
ｎｇ）モル分率０，２６の組成をもった焼結ペレットを
用意した。次に、原料棒を回転楕円面鏡を用いた集光式
フローティングゾーン法単結晶製造装置に装填し、別に
準備した８５０種結晶を装填し、その種結晶上に焼結ペ
レットを置いた。雰囲気ガスとして窒素ガスを毎分２リ
ツトルの割合で流しながらランプ出力を上げて加熱し、
焼結ペレットを融解したところで原料棒と接合させ、安
定した溶融帯を形成した後、フローティングゾーン法の
常法に従って、結晶育成操作を行った。育成条件は、原
料棒及び種結晶の回転速度が逆方向にそれぞれ４０回／
分、結晶成長速度は３ｍｍ／時であった。得られたＢＳ
Ｏ単結晶を２０時間約８００ ’Ｃで焼鈍し、わずかに
黄色味を帯びた透明な結晶体を得た。
得られたＢＳＯ単結晶を光学的に評価したところ、従来
の引上げ法で育成したものよりも、３９０〜〜５００
ｎｍの波長領域で著しく透過率が高くなっている事が判
明した。さらにコア領域とそれ以外の領域での光学特性
の差も、従来のＢＳＯ結晶よりもはるかに減少している
事が認められた。
の引上げ法で育成したものよりも、３９０〜〜５００
ｎｍの波長領域で著しく透過率が高くなっている事が判
明した。さらにコア領域とそれ以外の領域での光学特性
の差も、従来のＢＳＯ結晶よりもはるかに減少している
事が認められた。
発明の効果
本発明の方法によると、高い光透過率を有し、しかも光
学特性の均質で結晶内量のないＢＳＯ単結晶を容易に製
造することができる。
学特性の均質で結晶内量のないＢＳＯ単結晶を容易に製
造することができる。
ＢＳＯ単結晶の電気光学効果を利用したセンサーや画像
記憶素子を製作する場合に、従来の方法で育成した単結
晶では光学特性不均一や結晶内歪の存在で、信鯨性に問
題があった。しかし、本発明により、より高品位なりＳ
Ｏ単結晶育成が可能となり、優れた特性を有する素子が
容易に得られる。
記憶素子を製作する場合に、従来の方法で育成した単結
晶では光学特性不均一や結晶内歪の存在で、信鯨性に問
題があった。しかし、本発明により、より高品位なりＳ
Ｏ単結晶育成が可能となり、優れた特性を有する素子が
容易に得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）Ｂｉ＿１＿２ＳｉＯ＿２＿０単結晶を融液から育成
する方法において、融液組成を珪素成分過剰なＳｉＯ＿
２／（Ｂｉ＿２Ｏ＿３＋ＳｉＯ＿２）のモル分率＝０．
１８〜０．２８の範囲に保った融液から育成することを
特徴とするＢｉ＿１＿２ＳｉＯ＿２＿０単結晶の製造方
法。 ２）融液から単結晶を育成する方法が、引上げ法、ブリ
ッジマン法、帯溶融法、フローティングゾーン法である
前記１）の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15399988A JPH01320296A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Ｂｉ↓１↓２ＳｉＯ↓２↓０単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15399988A JPH01320296A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Ｂｉ↓１↓２ＳｉＯ↓２↓０単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01320296A true JPH01320296A (ja) | 1989-12-26 |
| JPH0521878B2 JPH0521878B2 (ja) | 1993-03-25 |
Family
ID=15574702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15399988A Granted JPH01320296A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Ｂｉ↓１↓２ＳｉＯ↓２↓０単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01320296A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102351202A (zh) * | 2011-07-06 | 2012-02-15 | 陕西科技大学 | 一种硅酸铋粉体的制备方法 |
| CN104562205A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-04-29 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种阴阳离子共掺杂的硅酸铋闪烁晶体及其制备方法 |
| CN112342622A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-02-09 | 彩虹集团（邵阳）特种玻璃有限公司 | 一种高纯单相Bi12SiO20多晶的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51120693A (en) * | 1975-04-16 | 1976-10-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Fablication method for photoconductive single-crystal |
| JPS5315299A (en) * | 1976-07-28 | 1978-02-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Liquid-phase epitaxial growth method of electrooptical crystals |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP15399988A patent/JPH01320296A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51120693A (en) * | 1975-04-16 | 1976-10-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Fablication method for photoconductive single-crystal |
| JPS5315299A (en) * | 1976-07-28 | 1978-02-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Liquid-phase epitaxial growth method of electrooptical crystals |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102351202A (zh) * | 2011-07-06 | 2012-02-15 | 陕西科技大学 | 一种硅酸铋粉体的制备方法 |
| CN104562205A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-04-29 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种阴阳离子共掺杂的硅酸铋闪烁晶体及其制备方法 |
| CN112342622A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-02-09 | 彩虹集团（邵阳）特种玻璃有限公司 | 一种高纯单相Bi12SiO20多晶的制备方法 |
| CN112342622B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-05-17 | 彩虹集团（邵阳）特种玻璃有限公司 | 一种高纯单相Bi12SiO20多晶的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0521878B2 (ja) | 1993-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |