JPH02239183A - ゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造方法 - Google Patents
ゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH02239183A JPH02239183A JP6045789A JP6045789A JPH02239183A JP H02239183 A JPH02239183 A JP H02239183A JP 6045789 A JP6045789 A JP 6045789A JP 6045789 A JP6045789 A JP 6045789A JP H02239183 A JPH02239183 A JP H02239183A
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- Japan
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- bismuth germanate
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は光学用、γ線シンチレー夕用として有用な式Ｂ
ｉ４ＧｅＪ＋ｚで示されるゲルマニウム酸ビスマス単結
晶の製造方法に関するものである。
ｉ４ＧｅＪ＋ｚで示されるゲルマニウム酸ビスマス単結
晶の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
ゲルマニウム酸ビスマス単結晶は、従来酸化ビスマス（
Ｂｉａｓｓ）と二酸化ゲルマニウム（Ｇｅ０２）粉の溶
融体からチョクラルスキー法による単結晶引上げ法によ
って製造されている。しかし、この方法による単結晶育
成法では結晶成長過程においで結晶の固液界面における
温度のゆらぎおよび不純物の蓄積による結晶成長速度の
ゆらぎが起こるため、結晶中に取り込まれる液体が凝固
する際に固体と液体との密度差等の原因によるボイドが
帯状に発生し、これが光の散乱体となり、得られる単結
晶体の結晶品質と結晶化歩留りを低下させるという不利
がある。
Ｂｉａｓｓ）と二酸化ゲルマニウム（Ｇｅ０２）粉の溶
融体からチョクラルスキー法による単結晶引上げ法によ
って製造されている。しかし、この方法による単結晶育
成法では結晶成長過程においで結晶の固液界面における
温度のゆらぎおよび不純物の蓄積による結晶成長速度の
ゆらぎが起こるため、結晶中に取り込まれる液体が凝固
する際に固体と液体との密度差等の原因によるボイドが
帯状に発生し、これが光の散乱体となり、得られる単結
晶体の結晶品質と結晶化歩留りを低下させるという不利
がある。
そのため、このようなボイドの発生を防止する方法が各
種提案されている。例えば引上げ時の種結晶の回転数を
４０〜６０ｒｐｍとし成長結晶の直径Ｄど結晶の固液界
面の凸出高さＨとの比Ｈ／Ｄを−０．２〜０２の範囲と
なるように調整して、固液界面の平坦化をはかりボイド
の発生量を少なくする方法（特公昭５８−４９５１７号
公報）等が知られているが、このような大きい回転数で
は、結晶の成長過程で結晶が捩れたり、切断したりする
という問題があり、さらに直径に大きい長尺の単結晶が
得られないという難点があり、ボイド発生についても完
全には解決されていない。
種提案されている。例えば引上げ時の種結晶の回転数を
４０〜６０ｒｐｍとし成長結晶の直径Ｄど結晶の固液界
面の凸出高さＨとの比Ｈ／Ｄを−０．２〜０２の範囲と
なるように調整して、固液界面の平坦化をはかりボイド
の発生量を少なくする方法（特公昭５８−４９５１７号
公報）等が知られているが、このような大きい回転数で
は、結晶の成長過程で結晶が捩れたり、切断したりする
という問題があり、さらに直径に大きい長尺の単結晶が
得られないという難点があり、ボイド発生についても完
全には解決されていない。
（発明が解決しようとする課題）
本発明はこのような不利を解決し、簡単に低コストでゲ
ルマニウム酸ビスマス単結晶（以下ＢＧＯと略記する）
を製造できる方法を提供することを目的とする。
ルマニウム酸ビスマス単結晶（以下ＢＧＯと略記する）
を製造できる方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明者らは酸化ビスマスと
二酸化ゲルマニウムとの融液からの単結晶引上げ時に、
結晶内のボイド発生の少ない成長結晶が捩れたり、切断
したりしない条件について種々検討した結果、本発明に
到達したのであって、本発明の要旨は酸化ビスマスと二
酸化ゲルマニウムの融液からチョクラルスキー法により
、ゲルマニウム酸ビスマス単結晶を引上げるに際し、種
結晶の回転数を、ルツボ内融液の自然対流が強性対流よ
り優勢になるように制限しながら引上げを行うことを特
徴とするゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造法にある
。
二酸化ゲルマニウムとの融液からの単結晶引上げ時に、
結晶内のボイド発生の少ない成長結晶が捩れたり、切断
したりしない条件について種々検討した結果、本発明に
到達したのであって、本発明の要旨は酸化ビスマスと二
酸化ゲルマニウムの融液からチョクラルスキー法により
、ゲルマニウム酸ビスマス単結晶を引上げるに際し、種
結晶の回転数を、ルツボ内融液の自然対流が強性対流よ
り優勢になるように制限しながら引上げを行うことを特
徴とするゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造法にある
。
以下これについて詳述する。
本発明者らは、前記ＢＧＯ中のボイドは融液の分解生成
物による気泡状介在物であると考え、融液から単結晶を
成長させる際に、その成長界面近傍に分解生成物を取り
込むような対流が生じないようにすれば、結晶中のボイ
ド発生が防止できると推考した． この様な対流が生じない状態とは、融液内の温度分布に
もとずく自然対流と種結晶の回転による強制対流とがち
ょうど結抗し、更には、自然対流が強制対流に対して優
勢に保たれた時である。チョクラルスキー法においては
、種結晶を回転させながら融液に浸漬して単結晶を成長
させる場合、融液中には温度分布による自然対流と回転
による強制対流が存在するが、回転数を低下させるにつ
れ、強制対流が次第に低下し遂には両者が拮抗状態に達
して時点でゼロとなり、それ以下では自然対流のみの状
態になる。なお、強制対流が自然対流と比較して優勢に
なる時に，結晶の一部が再溶融するいわゆるメルトバッ
ク現象が生じ、通常これは種結晶の回転数が約２０ｒｐ
ｍ前後のときに発生する。
物による気泡状介在物であると考え、融液から単結晶を
成長させる際に、その成長界面近傍に分解生成物を取り
込むような対流が生じないようにすれば、結晶中のボイ
ド発生が防止できると推考した． この様な対流が生じない状態とは、融液内の温度分布に
もとずく自然対流と種結晶の回転による強制対流とがち
ょうど結抗し、更には、自然対流が強制対流に対して優
勢に保たれた時である。チョクラルスキー法においては
、種結晶を回転させながら融液に浸漬して単結晶を成長
させる場合、融液中には温度分布による自然対流と回転
による強制対流が存在するが、回転数を低下させるにつ
れ、強制対流が次第に低下し遂には両者が拮抗状態に達
して時点でゼロとなり、それ以下では自然対流のみの状
態になる。なお、強制対流が自然対流と比較して優勢に
なる時に，結晶の一部が再溶融するいわゆるメルトバッ
ク現象が生じ、通常これは種結晶の回転数が約２０ｒｐ
ｍ前後のときに発生する。
本発明の方法では種結晶の回転数を、成長結晶の肩の位
置でメルトバックが始まるときの回転数のｌ／１０以下
に制限するのであり、これによって分解生成物に起因す
るボイドとして結晶内に入るのが防止できる。
置でメルトバックが始まるときの回転数のｌ／１０以下
に制限するのであり、これによって分解生成物に起因す
るボイドとして結晶内に入るのが防止できる。
本発明において出発原料とする酸化ビスマスと二酸化ゲ
ルマニウムはできるだけ高純度の、特に９９．９％以上
のものが好ましい。これらは微粉砕し、所要量宛混合し
たものを１，０５０℃以上に加熱して融液とする。また
、酸化ビスマスと二酸化ゲルマニウムとを混合 ？たのち７００〜１，０００℃で焼成した焼成体を１，
０５０℃以上に加熱して融液としてもよい。融液からＢ
ＧＯの引上げに使用される種結晶は、従来法で得られた
ＢＧＯ単結晶から５ｍｍＸ５ｍｍ程度の大きさに切り出
したものであればよい。
ルマニウムはできるだけ高純度の、特に９９．９％以上
のものが好ましい。これらは微粉砕し、所要量宛混合し
たものを１，０５０℃以上に加熱して融液とする。また
、酸化ビスマスと二酸化ゲルマニウムとを混合 ？たのち７００〜１，０００℃で焼成した焼成体を１，
０５０℃以上に加熱して融液としてもよい。融液からＢ
ＧＯの引上げに使用される種結晶は、従来法で得られた
ＢＧＯ単結晶から５ｍｍＸ５ｍｍ程度の大きさに切り出
したものであればよい。
実施例１
純度９９． ９７％の酸化ビスマスと純度９９． ９９
％の酸化ゲルマニウム粉末とを７４．８１． ： ２５
． １９の割合で秤量した後混合した。この混合物１４
ｋｇを直径１５０ｍｍの白金ルツボに入れ、加熱溶解し
たのち引上げを行ない、種結晶の回転数を変えて引き上
げ結晶の肩の位置でメルトバック現象を与える回転数Ｒ
０を求めたところ１９ｒｐｍであった。
％の酸化ゲルマニウム粉末とを７４．８１． ： ２５
． １９の割合で秤量した後混合した。この混合物１４
ｋｇを直径１５０ｍｍの白金ルツボに入れ、加熱溶解し
たのち引上げを行ない、種結晶の回転数を変えて引き上
げ結晶の肩の位置でメルトバック現象を与える回転数Ｒ
０を求めたところ１９ｒｐｍであった。
次いで同一条件で回転数を１ ｒｐｍとして結晶の成長
を行ったところ、直径７５ｍｍの胴長２００＋ｎｍの大
型Ｂｉ４Ｇｅ．Ｏ，■結晶が得られた。この結晶につい
て気泡状介在物としてのボイドの分布を調べたところ、
結晶の中心部にわずかにある以外は全く認められなかっ
た。
を行ったところ、直径７５ｍｍの胴長２００＋ｎｍの大
型Ｂｉ４Ｇｅ．Ｏ，■結晶が得られた。この結晶につい
て気泡状介在物としてのボイドの分布を調べたところ、
結晶の中心部にわずかにある以外は全く認められなかっ
た。
実施例２
実施例１と同じ条件で種結晶の回転数を変えてボイドの
量を求めたところ第１図に示す結果を得た。
量を求めたところ第１図に示す結果を得た。
（発明の効果）
本発明は上述の構成であるので、気泡状介在物が結晶内
に生じずボイドのないゲルマニウム酸ビスマス単結晶を
製造することができ得られた単結晶は光学用、γ線シン
チレータ用等に最適である。
に生じずボイドのないゲルマニウム酸ビスマス単結晶を
製造することができ得られた単結晶は光学用、γ線シン
チレータ用等に最適である。
第１図は本発明の実施例２における種結晶回転数Ｒ，と
成長結晶のボイドの量の関係を示すグラフである。
成長結晶のボイドの量の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、酸化ビスマスと二酸化ゲルマニウムの融液からチョ
クラルスキー法により、ゲルマニウム酸ビスマス単結晶
を引上げるに際し、種結晶の回転数を制御してルツボ内
融液の自然対流が強性対流よりも優勢になるようにしな
がら単結晶引上げを行うことを特徴とするゲルマニウム
酸ビスマス単結晶の製造方法。 ２、種結晶の回転数を、成長結晶の肩の位置でメルトバ
ックが始まらないように制御する請求項１に記載のゲル
マニウム酸ビスマス単結晶の製造方法。 ３、種結晶の回転数を、成長結晶の肩の位置でメルトバ
ックが始まるときの回転数の１／１０以下に制御する請
求項１または２に記載のゲルマニウム酸ビスマス単結晶
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045789A JPH068238B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | ゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045789A JPH068238B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | ゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02239183A true JPH02239183A (ja) | 1990-09-21 |
| JPH068238B2 JPH068238B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=13142817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6045789A Expired - Lifetime JPH068238B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | ゲルマニウム酸ビスマス単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068238B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP6045789A patent/JPH068238B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH068238B2 (ja) | 1994-02-02 |
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