JPH09100125A - ニオブ酸カリウム薄膜及びその製造方法並びに該薄膜を用いた光学素子 - Google Patents
ニオブ酸カリウム薄膜及びその製造方法並びに該薄膜を用いた光学素子Info
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- JPH09100125A JPH09100125A JP19713496A JP19713496A JPH09100125A JP H09100125 A JPH09100125 A JP H09100125A JP 19713496 A JP19713496 A JP 19713496A JP 19713496 A JP19713496 A JP 19713496A JP H09100125 A JPH09100125 A JP H09100125A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】透明性に優れ、（１１０）配向させることがで
き、光導波路素子、ＳＨＧ素子、光スイッチング素子な
どの光学素子に用いることができるペロブスカイト型ニ
オブ酸カリウム薄膜を提供する。 【解決手段】アモルファス基板上に作製したペロブスカ
イト型透明ニオブ酸カリウム薄膜。
き、光導波路素子、ＳＨＧ素子、光スイッチング素子な
どの光学素子に用いることができるペロブスカイト型ニ
オブ酸カリウム薄膜を提供する。 【解決手段】アモルファス基板上に作製したペロブスカ
イト型透明ニオブ酸カリウム薄膜。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニオブ酸カリウム
薄膜及びその製造方法並びに該薄膜を用いた光学素子に
関するものである。さらに詳しくは、本発明は、光デバ
イス、電子デバイスなどの分野に用いられるペロブスカ
イト型透明ニオブ酸カリウム薄膜に関するもので、特に
アモルファス基板上に作製した、透明性に優れた（１１
０）配向の又は配向していないペロブスカイト型ニオブ
酸カリウム薄膜及びその製造方法、さらに該薄膜を用い
た光学素子に関するものである。
薄膜及びその製造方法並びに該薄膜を用いた光学素子に
関するものである。さらに詳しくは、本発明は、光デバ
イス、電子デバイスなどの分野に用いられるペロブスカ
イト型透明ニオブ酸カリウム薄膜に関するもので、特に
アモルファス基板上に作製した、透明性に優れた（１１
０）配向の又は配向していないペロブスカイト型ニオブ
酸カリウム薄膜及びその製造方法、さらに該薄膜を用い
た光学素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ニオブ酸カリウム薄膜は、ス
パッタリング法では、ＫＴａＯ3、ＭｇＡｌ2Ｏ4、（１
００）ＭｇＯなどの結晶基板上に作製され（Ａｐｐｌ.
Ｐｈｙｓ. Ｌｅｔｔ.、第６１巻、３７３頁、１９９２
年、 Ａｐｐｌ. Ｐｈｙｓ. Ｌｅｔｔ.、第６５巻、１０
７３頁、１９９４年）、またゾル−ゲル法では、（１０
０）ＭｇＯ、（０００１）サファイヤ結晶基板上に作製
されている（Ｊ. Ａｍ.Ｃｅｒａｍ. Ｓｏｃ.、第７７
巻、８２０頁、１９９４年）。ニオブ酸カリウム薄膜を
結晶基板上に作製すると、結晶の特定の面上でしか成長
させることができないので、基板を光導波路のクラッド
の一部として使用する場合、基板の屈折率を変化させる
ことは不可能であり、また、結晶基板は特定の面を露出
させる必要があるため、高精度に微細加工した面を作製
することは容易ではない。
パッタリング法では、ＫＴａＯ3、ＭｇＡｌ2Ｏ4、（１
００）ＭｇＯなどの結晶基板上に作製され（Ａｐｐｌ.
Ｐｈｙｓ. Ｌｅｔｔ.、第６１巻、３７３頁、１９９２
年、 Ａｐｐｌ. Ｐｈｙｓ. Ｌｅｔｔ.、第６５巻、１０
７３頁、１９９４年）、またゾル−ゲル法では、（１０
０）ＭｇＯ、（０００１）サファイヤ結晶基板上に作製
されている（Ｊ. Ａｍ.Ｃｅｒａｍ. Ｓｏｃ.、第７７
巻、８２０頁、１９９４年）。ニオブ酸カリウム薄膜を
結晶基板上に作製すると、結晶の特定の面上でしか成長
させることができないので、基板を光導波路のクラッド
の一部として使用する場合、基板の屈折率を変化させる
ことは不可能であり、また、結晶基板は特定の面を露出
させる必要があるため、高精度に微細加工した面を作製
することは容易ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明性に優
れ、（１１０）配向させることができ、光導波路素子、
ＳＨＧ素子、光スイッチング素子などの光学素子に用い
ることができるペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜
を提供することを目的としてなされたものである。
れ、（１１０）配向させることができ、光導波路素子、
ＳＨＧ素子、光スイッチング素子などの光学素子に用い
ることができるペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜
を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アモルファス基
板上にニオブ酸カリウム薄膜を作製することにより、基
板上に透明なペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を
作製することが可能であり、さらに特定の組成からなる
アモルファス基板上においては、透明でかつ配向したペ
ロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜の作製が容易であ
ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明は、（１）アモルファス
基板上に作製したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウ
ム薄膜、（２）アモルファス基板上に作製した薄膜が、
（１１０）配向である第(１)項記載のペロブスカイト型
透明ニオブ酸カリウム薄膜、（３）アモルファス基板
が、アルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含むガラス
基板である第(１)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜、（４）アモルファス基板が、アルカリ
土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも
１種の元素を含むガラス基板である第(２)項記載のペロ
ブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（５）アモル
ファス基板が、結晶、アモルファス又はこれらの複合体
基板上にアルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含む
アモルファス層を形成した複合アモルファス基板である
第(１)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜、（６）アモルファス基板が、結晶、アモルファス
又はこれらの複合体基板上にアルカリ土類金属、希土
類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の元素を含
むアモルファス層を形成した複合アモルファス基板であ
る第(２)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウ
ム薄膜、（７）ガラス基板が、微細な溝又は突状のパタ
ーンを有する第(３)項又は第(４)項記載のペロブスカイ
ト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（８）複合アモルファ
ス基板が、結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板
上にパターニングした金属電極による微細な突状のパタ
ーンを有し、そのパターンを有する基板上にアモルファ
ス層を形成してなる第(５)項又は第(６)項記載のペロブ
スカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（９）複合アモ
ルファス基板が、微細な溝又は突状のパターンを有する
結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板上にアモル
ファス層を形成してなる第(５)項又は第(６)項記載のペ
ロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（１０）Ｐ
ＶＤ法により、アモルファス基板上に作製することを特
徴とするペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜の
製造方法、（１１）ＰＶＤ法が、スパッタリング法であ
る第(１０)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリ
ウム薄膜の製造方法、（１２）アモルファス基板上に作
製した薄膜が、（１１０）配向である第(１０)項又は第
(１１)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜の製造方法、（１３）アモルファス基板が、アルカ
リ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｗの内の少なくとも１種の元素を含むガラス基板である
第(１０)項又は第(１１)項記載のペロブスカイト型透明
ニオブ酸カリウム薄膜の製造方法、（１４）アモルファ
ス基板が、アルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂの内の少なくとも１種の元素を含むガラス基板である
第(１２)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウ
ム薄膜の製造方法、（１５）結晶、アモルファス又はこ
れらの複合体基板上に、アルカリ土類金属、希土類、Ｂ
ｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種
の元素を含むアモルファス層をＰＶＤ法、ゾル−ゲル
法、ＣＶＤ法、ＬＰＤ法、厚膜印刷法の内のいずれかの
方法で形成した複合アモルファス基板上に作製する第
(１０)項又は第(１１)項記載のペロブスカイト型透明ニ
オブ酸カリウム薄膜の製造方法、（１６）結晶、アモル
ファス又はこれらの複合体基板上に、アルカリ土類金
属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の
元素を含むアモルファス層をＰＶＤ法、ゾル−ゲル法、
ＣＶＤ法、ＬＰＤ法、厚膜印刷法の内のいずれかの方法
で形成した複合アモルファス基板上に作製する第(１２)
項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜の
製造方法、（１７）第(１)項乃至第(９)項のいずれかに
記載のアモルファス基板上に作製したペロブスカイト型
透明ニオブ酸カリウム薄膜を用いた光学素子、（１８）
光学素子が光導波路素子である第(１７)項記載の光学素
子、（１９）光学素子がＳＨＧ素子である第(１７)項記
載の光学素子、及び、（２０）光学素子が光スイッチン
グ素子である第(１７)項記載の光学素子、を提供するも
のである。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アモルファス基
板上にニオブ酸カリウム薄膜を作製することにより、基
板上に透明なペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜を
作製することが可能であり、さらに特定の組成からなる
アモルファス基板上においては、透明でかつ配向したペ
ロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜の作製が容易であ
ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明は、（１）アモルファス
基板上に作製したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウ
ム薄膜、（２）アモルファス基板上に作製した薄膜が、
（１１０）配向である第(１)項記載のペロブスカイト型
透明ニオブ酸カリウム薄膜、（３）アモルファス基板
が、アルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含むガラス
基板である第(１)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜、（４）アモルファス基板が、アルカリ
土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも
１種の元素を含むガラス基板である第(２)項記載のペロ
ブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（５）アモル
ファス基板が、結晶、アモルファス又はこれらの複合体
基板上にアルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含む
アモルファス層を形成した複合アモルファス基板である
第(１)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜、（６）アモルファス基板が、結晶、アモルファス
又はこれらの複合体基板上にアルカリ土類金属、希土
類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の元素を含
むアモルファス層を形成した複合アモルファス基板であ
る第(２)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウ
ム薄膜、（７）ガラス基板が、微細な溝又は突状のパタ
ーンを有する第(３)項又は第(４)項記載のペロブスカイ
ト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（８）複合アモルファ
ス基板が、結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板
上にパターニングした金属電極による微細な突状のパタ
ーンを有し、そのパターンを有する基板上にアモルファ
ス層を形成してなる第(５)項又は第(６)項記載のペロブ
スカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（９）複合アモ
ルファス基板が、微細な溝又は突状のパターンを有する
結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板上にアモル
ファス層を形成してなる第(５)項又は第(６)項記載のペ
ロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜、（１０）Ｐ
ＶＤ法により、アモルファス基板上に作製することを特
徴とするペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜の
製造方法、（１１）ＰＶＤ法が、スパッタリング法であ
る第(１０)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリ
ウム薄膜の製造方法、（１２）アモルファス基板上に作
製した薄膜が、（１１０）配向である第(１０)項又は第
(１１)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜の製造方法、（１３）アモルファス基板が、アルカ
リ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｗの内の少なくとも１種の元素を含むガラス基板である
第(１０)項又は第(１１)項記載のペロブスカイト型透明
ニオブ酸カリウム薄膜の製造方法、（１４）アモルファ
ス基板が、アルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂの内の少なくとも１種の元素を含むガラス基板である
第(１２)項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウ
ム薄膜の製造方法、（１５）結晶、アモルファス又はこ
れらの複合体基板上に、アルカリ土類金属、希土類、Ｂ
ｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種
の元素を含むアモルファス層をＰＶＤ法、ゾル−ゲル
法、ＣＶＤ法、ＬＰＤ法、厚膜印刷法の内のいずれかの
方法で形成した複合アモルファス基板上に作製する第
(１０)項又は第(１１)項記載のペロブスカイト型透明ニ
オブ酸カリウム薄膜の製造方法、（１６）結晶、アモル
ファス又はこれらの複合体基板上に、アルカリ土類金
属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の
元素を含むアモルファス層をＰＶＤ法、ゾル−ゲル法、
ＣＶＤ法、ＬＰＤ法、厚膜印刷法の内のいずれかの方法
で形成した複合アモルファス基板上に作製する第(１２)
項記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜の
製造方法、（１７）第(１)項乃至第(９)項のいずれかに
記載のアモルファス基板上に作製したペロブスカイト型
透明ニオブ酸カリウム薄膜を用いた光学素子、（１８）
光学素子が光導波路素子である第(１７)項記載の光学素
子、（１９）光学素子がＳＨＧ素子である第(１７)項記
載の光学素子、及び、（２０）光学素子が光スイッチン
グ素子である第(１７)項記載の光学素子、を提供するも
のである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明に使用するアモルファス基
板としては、透明なペロブスカイト型ニオブ酸カリウム
薄膜を形成し得るものであれば特に制限はなく、ガラス
基板、又はセラミック、金属、ガラス及びこれらの複合
体などの基板上にアモルファス層を形成した複合アモル
ファス基板、すなわち表面がアモルファス状の基板を使
用することができる。本発明のアモルファス基板上に作
製したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜は、
アモルファス基板の屈折率を自由に選択することができ
るので、光伝播におけるモード選択の自由度を増すこと
ができるとともに、結晶基板と異なり基板の使用面を考
慮しなくてもよいという利点がある。さらに、ペロブス
カイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を（１１０）配向と
することにより、特定の方向に配向した光学的に異方性
の媒質として使用することができる。ここで（１１０）
配向とは、ニオブ酸カリウム薄膜の（１１０）面が基板
表面に対して平行になっていることを意味する。本発明
のニオブ酸カリウム薄膜は、このような特性を利用し
て、種々の光学素子、特に光導波路素子、ＳＨＧ（第二
高調波発生）素子及び光スイッチング素子として好適に
使用することができる。本発明において、ペロブスカイ
ト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製する方法はＰＶＤ
法（物理蒸着法）が好ましく、例えば、スパッタリング
法、分子線エピタキシー法などにより作製することがで
きる。スパッタリング法は、例えば、ニオブ酸カリウム
粉末と炭酸カリウム粉末を混合して石英ガラスなどに被
着させたターゲットに、アルゴンガス−酸素ガス雰囲気
中で、高周波マグネトロンスパッタリングを行うことに
より、アモルファス基板上にペロブスカイト型透明ニオ
ブ酸カリウム薄膜を作製することができる。
板としては、透明なペロブスカイト型ニオブ酸カリウム
薄膜を形成し得るものであれば特に制限はなく、ガラス
基板、又はセラミック、金属、ガラス及びこれらの複合
体などの基板上にアモルファス層を形成した複合アモル
ファス基板、すなわち表面がアモルファス状の基板を使
用することができる。本発明のアモルファス基板上に作
製したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜は、
アモルファス基板の屈折率を自由に選択することができ
るので、光伝播におけるモード選択の自由度を増すこと
ができるとともに、結晶基板と異なり基板の使用面を考
慮しなくてもよいという利点がある。さらに、ペロブス
カイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を（１１０）配向と
することにより、特定の方向に配向した光学的に異方性
の媒質として使用することができる。ここで（１１０）
配向とは、ニオブ酸カリウム薄膜の（１１０）面が基板
表面に対して平行になっていることを意味する。本発明
のニオブ酸カリウム薄膜は、このような特性を利用し
て、種々の光学素子、特に光導波路素子、ＳＨＧ（第二
高調波発生）素子及び光スイッチング素子として好適に
使用することができる。本発明において、ペロブスカイ
ト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製する方法はＰＶＤ
法（物理蒸着法）が好ましく、例えば、スパッタリング
法、分子線エピタキシー法などにより作製することがで
きる。スパッタリング法は、例えば、ニオブ酸カリウム
粉末と炭酸カリウム粉末を混合して石英ガラスなどに被
着させたターゲットに、アルゴンガス−酸素ガス雰囲気
中で、高周波マグネトロンスパッタリングを行うことに
より、アモルファス基板上にペロブスカイト型透明ニオ
ブ酸カリウム薄膜を作製することができる。
【０００６】本発明においては、アモルファス基板とし
て、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、
Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含む
ガラス基板を使用することができる。このようなガラス
基板としては、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−
Ｂ2Ｏ3系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＣａＯ
系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＳｒＯ系ガラ
ス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラス、
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3系ガラ
ス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＰｂＯ系ガラス、Ｓ
ｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＭｇＯ系ガラス、ＳｉＯ2−
Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＣｏＯ系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ
3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ
2Ｏ3−ＮｉＯ系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−
ＷＯ3系ガラスなどのガラス基板を挙げることができ
る。このようなガラス基板を用いることにより、透明度
の高いペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作
製することができる。
て、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、
Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含む
ガラス基板を使用することができる。このようなガラス
基板としては、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−
Ｂ2Ｏ3系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＣａＯ
系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＳｒＯ系ガラ
ス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラス、
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3系ガラ
ス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＰｂＯ系ガラス、Ｓ
ｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＭｇＯ系ガラス、ＳｉＯ2−
Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＣｏＯ系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ
3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ
2Ｏ3−ＮｉＯ系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−
ＷＯ3系ガラスなどのガラス基板を挙げることができ
る。このようなガラス基板を用いることにより、透明度
の高いペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作
製することができる。
【０００７】本発明においては、アモルファス基板とし
てＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌ
ａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの
内の少なくとも１種の元素を含むガラス基板を使用し、
その上に（１１０）配向したペロブスカイト型透明ニオ
ブ酸カリウム薄膜を作製することができる。このような
ガラス基板としては、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ
ａＯ−Ｂ2Ｏ3系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−
ＣａＯ系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＳｒＯ
系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガ
ラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3
系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＰｂＯ系ガラ
ス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＭｇＯ系ガラス、Ｓ
ｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系ガラスなどのガ
ラス基板を挙げることができる。このようなガラス基板
を用いることにより、透明度の高い、強く（１１０）配
向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作
製することができる。（１１０）配向のペロブスカイト
型透明ニオブ酸カリウム薄膜とすることにより、ニオブ
酸カリウム薄膜を用いて高性能の光学素子を作製するこ
とができる。本発明においては、ガラス基板を形成する
すべての酸化物のうち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどの
アルカリ土類金属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土
類、及びＢｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物の
占める割合の合計が、０.０１〜７０モル％であること
が好ましく、１.０〜５０モル％であることがより好ま
しい。この割合は、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂａ
Ｏ−Ｂ2Ｏ3系ガラスについては、ＢａＯ／（ＳｉＯ2＋
Ａｌ2Ｏ3＋ＢａＯ＋Ｂ2Ｏ3）として計算されるモル比で
あり、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラス
については、（ＣａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2
Ｏ3＋ＣａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）として計算されるモル比であ
る。ガラス基板を形成するすべての酸化物のうち、Ｂ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌａ、
Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、及びＢｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物の占める割合の合計が、０.０
１モル％未満であっても、７０モル％を超えても、透明
度の高いペロブスカイト型のニオブ酸カリウム薄膜が得
られないおそれがある。また、ガラス基板の各元素の比
率を調整することにより、ペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜の（１１０）配向性や、結晶粒径を制御
することができる。
てＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌ
ａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの
内の少なくとも１種の元素を含むガラス基板を使用し、
その上に（１１０）配向したペロブスカイト型透明ニオ
ブ酸カリウム薄膜を作製することができる。このような
ガラス基板としては、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ
ａＯ−Ｂ2Ｏ3系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−
ＣａＯ系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＳｒＯ
系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガ
ラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3
系ガラス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＰｂＯ系ガラ
ス、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＭｇＯ系ガラス、Ｓ
ｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系ガラスなどのガ
ラス基板を挙げることができる。このようなガラス基板
を用いることにより、透明度の高い、強く（１１０）配
向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作
製することができる。（１１０）配向のペロブスカイト
型透明ニオブ酸カリウム薄膜とすることにより、ニオブ
酸カリウム薄膜を用いて高性能の光学素子を作製するこ
とができる。本発明においては、ガラス基板を形成する
すべての酸化物のうち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどの
アルカリ土類金属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土
類、及びＢｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物の
占める割合の合計が、０.０１〜７０モル％であること
が好ましく、１.０〜５０モル％であることがより好ま
しい。この割合は、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂａ
Ｏ−Ｂ2Ｏ3系ガラスについては、ＢａＯ／（ＳｉＯ2＋
Ａｌ2Ｏ3＋ＢａＯ＋Ｂ2Ｏ3）として計算されるモル比で
あり、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラス
については、（ＣａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2
Ｏ3＋ＣａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）として計算されるモル比であ
る。ガラス基板を形成するすべての酸化物のうち、Ｂ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌａ、
Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、及びＢｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物の占める割合の合計が、０.０
１モル％未満であっても、７０モル％を超えても、透明
度の高いペロブスカイト型のニオブ酸カリウム薄膜が得
られないおそれがある。また、ガラス基板の各元素の比
率を調整することにより、ペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜の（１１０）配向性や、結晶粒径を制御
することができる。
【０００８】本発明においては、アモルファス基板とし
て、結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板上にＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌａ、
Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含むアモル
ファス層を形成した複合アモルファス基板を使用するこ
とができる。アモルファス層を形成するための基板には
特に制限はなく、アモルファス層を支え、アモルファス
層及びニオブ酸カリウム薄膜作製に耐える耐熱性などの
物性を満たすものであれば使用することができる。複合
アモルファス基板の作製に使用する結晶基板としては、
例えば、アルミナ、シリコン、白金、ガリウム−砒素、
ムライト基板などを挙げることができる。複合アモルフ
ァス基板の作製に使用するアモルファス基板としては、
例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス基板などを挙げ
ることができる。複合アモルファス基板の作製に使用す
る複合体基板としては、例えば、ガラス−セラミック複
合体基板、セラミック−金属複合体（サーメット）基板
などを挙げることができる。結晶、アモルファス又はこ
れらの複合体基板上に形成するアモルファス層として
は、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3系ア
モルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＣａＯ系
アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＳｒＯ
系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2
Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ
2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3
−ＢａＯ−ＰｂＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ
3−ＢａＯ−ＭｇＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2
Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＣｏＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ
2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系アモルファス層、ＳｉＯ2−
Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＮｉＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2
−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＷＯ3系アモルファス層、ＢａＯ
−ＳｉＯ2系アモルファス層、ＳｒＯ−ＳｉＯ2系アモル
ファス層、Ｌａ2Ｏ3−ＳｉＯ2系アモルファス層、Ｓｒ
Ｏ−Ａｌ2Ｏ3系アモルファス層、Ｂｉ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
アモルファス層、ＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系アモル
ファス層などを挙げることができる。このようなアモル
ファス層を形成した複合アモルファス基板を用いること
によって、透明度の高いペロブスカイト型透明ニオブ酸
カリウム薄膜を作製することができる。
て、結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板上にＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌａ、
Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含むアモル
ファス層を形成した複合アモルファス基板を使用するこ
とができる。アモルファス層を形成するための基板には
特に制限はなく、アモルファス層を支え、アモルファス
層及びニオブ酸カリウム薄膜作製に耐える耐熱性などの
物性を満たすものであれば使用することができる。複合
アモルファス基板の作製に使用する結晶基板としては、
例えば、アルミナ、シリコン、白金、ガリウム−砒素、
ムライト基板などを挙げることができる。複合アモルフ
ァス基板の作製に使用するアモルファス基板としては、
例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス基板などを挙げ
ることができる。複合アモルファス基板の作製に使用す
る複合体基板としては、例えば、ガラス−セラミック複
合体基板、セラミック−金属複合体（サーメット）基板
などを挙げることができる。結晶、アモルファス又はこ
れらの複合体基板上に形成するアモルファス層として
は、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ3系ア
モルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＣａＯ系
アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＳｒＯ
系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌａ2
Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ
2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3
−ＢａＯ−ＰｂＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ
3−ＢａＯ−ＭｇＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2
Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＣｏＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ
2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系アモルファス層、ＳｉＯ2−
Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＮｉＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2
−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＷＯ3系アモルファス層、ＢａＯ
−ＳｉＯ2系アモルファス層、ＳｒＯ−ＳｉＯ2系アモル
ファス層、Ｌａ2Ｏ3−ＳｉＯ2系アモルファス層、Ｓｒ
Ｏ−Ａｌ2Ｏ3系アモルファス層、Ｂｉ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
アモルファス層、ＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系アモル
ファス層などを挙げることができる。このようなアモル
ファス層を形成した複合アモルファス基板を用いること
によって、透明度の高いペロブスカイト型透明ニオブ酸
カリウム薄膜を作製することができる。
【０００９】本発明においては、アモルファス基板とし
て、結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板上にＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌａ、
Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の
少なくとも１種の元素を含むアモルファス層を形成した
複合アモルファス基板を使用し、その上に（１１０）配
向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作
製することができる。アモルファス層を形成するための
基板には特に制限はなく、アモルファス層を支え、アモ
ルファス層及びニオブ酸カリウム薄膜作製に耐える耐熱
性などの物性を満たすものであれば使用することができ
る。複合アモルファス基板の作製に使用する結晶基板と
しては、例えば、アルミナ、シリコン、白金、ガリウム
−砒素、ムライト基板などを挙げることができる。複合
アモルファス基板の作製に使用するアモルファス基板と
しては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス基板な
どを挙げることができる。複合アモルファス基板の作製
に使用する複合体基板としては、例えば、ガラス−セラ
ミック複合体基板、セラミック−金属複合体（サーメッ
ト）基板などを挙げることができる。結晶、アモルファ
ス又はこれらの複合体基板上に形成するアモルファス層
としては、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ
3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｃａ
Ｏ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｓ
ｒＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−
Ｌａ2Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂａ
Ｏ−Ｂ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａ
ｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＰｂＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−
Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＭｇＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2
−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系アモルファス層、Ｂａ
Ｏ−ＳｉＯ2系アモルファス層、ＳｒＯ−ＳｉＯ2系アモ
ルファス層、Ｌａ2Ｏ3−ＳｉＯ2系アモルファス層、Ｓ
ｒＯ−Ａｌ2Ｏ3系アモルファス層、Ｂｉ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系アモルファス層、ＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系アモ
ルファス層などを挙げることができる。このようなアモ
ルファス層の上にニオブ酸カリウム薄膜を作製すること
により、透明度の高い、強く（１１０）配向したペロブ
スカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製することが
できる。（１１０）配向のペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜とすることにより、ニオブ酸カリウム薄
膜を用いて高性能の光学素子を作製することができる。
て、結晶、アモルファス又はこれらの複合体基板上にＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、Ｌａ、
Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の
少なくとも１種の元素を含むアモルファス層を形成した
複合アモルファス基板を使用し、その上に（１１０）配
向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作
製することができる。アモルファス層を形成するための
基板には特に制限はなく、アモルファス層を支え、アモ
ルファス層及びニオブ酸カリウム薄膜作製に耐える耐熱
性などの物性を満たすものであれば使用することができ
る。複合アモルファス基板の作製に使用する結晶基板と
しては、例えば、アルミナ、シリコン、白金、ガリウム
−砒素、ムライト基板などを挙げることができる。複合
アモルファス基板の作製に使用するアモルファス基板と
しては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス基板な
どを挙げることができる。複合アモルファス基板の作製
に使用する複合体基板としては、例えば、ガラス−セラ
ミック複合体基板、セラミック−金属複合体（サーメッ
ト）基板などを挙げることができる。結晶、アモルファ
ス又はこれらの複合体基板上に形成するアモルファス層
としては、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｂ2Ｏ
3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｃａ
Ｏ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｓ
ｒＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−
Ｌａ2Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂａ
Ｏ−Ｂ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3系アモルファス層、ＳｉＯ2−Ａ
ｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＰｂＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2−
Ａｌ2Ｏ3−ＢａＯ−ＭｇＯ系アモルファス層、ＳｉＯ2
−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系アモルファス層、Ｂａ
Ｏ−ＳｉＯ2系アモルファス層、ＳｒＯ−ＳｉＯ2系アモ
ルファス層、Ｌａ2Ｏ3−ＳｉＯ2系アモルファス層、Ｓ
ｒＯ−Ａｌ2Ｏ3系アモルファス層、Ｂｉ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系アモルファス層、ＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系アモ
ルファス層などを挙げることができる。このようなアモ
ルファス層の上にニオブ酸カリウム薄膜を作製すること
により、透明度の高い、強く（１１０）配向したペロブ
スカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製することが
できる。（１１０）配向のペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜とすることにより、ニオブ酸カリウム薄
膜を用いて高性能の光学素子を作製することができる。
【００１０】本発明においては、アモルファス層を形成
するすべての酸化物のうち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇな
どのアルカリ土類金属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希
土類、及びＢｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物
の占める割合の合計が、０.０１〜７０モル％であるこ
とが好ましく、１.０〜５０モル％であることがより好
ましい。この割合は、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2
Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系アモルファス層については、Ｎｂ2Ｏ5
／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5）として計
算されるモル比であり、ＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系
アモルファス層については、（ＢａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）／
（ＺｒＯ2＋ＢａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）として計算されるモル
比である。アモルファス層を形成するすべての酸化物の
うち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金
属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、及びＢｉ、Ｐ
ｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物の占める割合の合計
が、０.０１モル％未満であっても、７０モル％を超え
ても透明度の高いペロブスカイト型のニオブ酸カリウム
薄膜が得られないおそれがある。また、アモルファス層
の各元素の比率を調整することにより、ペロブスカイト
型透明ニオブ酸カリウム薄膜の（１１０）配向性や、結
晶粒径を制御することができる。本発明において、複合
アモルファス基板のアモルファス層の厚みは１ｎｍ以上
であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより
好ましい。本発明において、結晶、アモルファス又はこ
れらの複合体基板上にアモルファス層を形成する方法に
は特に制限はなく、例えば、スパッタリング法などのＰ
ＶＤ法（物理蒸着法）、金属アルコキシドを用いるある
いは用いないゾル−ゲル法、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶ
Ｄ法などのＣＶＤ法（化学気相法）、ＬＰＤ法（液相析
出法）、厚膜印刷法などを使用することができる。ま
た、上記の方法で有効元素を含む所望の組成のアモルフ
ァス層を直接形成する以外に、有効元素を含まないガラ
ス基板上又は複合アモルファス基板の有効元素を含まな
いアモルファス層上に、スパッタリング法などのＰＶＤ
法、金属アルコキシドを用いるあるいは用いないゾル−
ゲル法、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などのＣＶＤ法
などの方法で有効元素の酸化物薄膜又は金属薄膜をごく
薄くあるいは非連続的な島状に形成し、熱拡散すること
により有効元素を含む所望の組成のアモルファス層を形
成することもできる。
するすべての酸化物のうち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇな
どのアルカリ土類金属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希
土類、及びＢｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物
の占める割合の合計が、０.０１〜７０モル％であるこ
とが好ましく、１.０〜５０モル％であることがより好
ましい。この割合は、例えば、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2
Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5系アモルファス層については、Ｎｂ2Ｏ5
／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5）として計
算されるモル比であり、ＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系
アモルファス層については、（ＢａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）／
（ＺｒＯ2＋ＢａＯ＋Ｌａ2Ｏ3）として計算されるモル
比である。アモルファス層を形成するすべての酸化物の
うち、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金
属、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂなどの希土類、及びＢｉ、Ｐ
ｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの酸化物の占める割合の合計
が、０.０１モル％未満であっても、７０モル％を超え
ても透明度の高いペロブスカイト型のニオブ酸カリウム
薄膜が得られないおそれがある。また、アモルファス層
の各元素の比率を調整することにより、ペロブスカイト
型透明ニオブ酸カリウム薄膜の（１１０）配向性や、結
晶粒径を制御することができる。本発明において、複合
アモルファス基板のアモルファス層の厚みは１ｎｍ以上
であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより
好ましい。本発明において、結晶、アモルファス又はこ
れらの複合体基板上にアモルファス層を形成する方法に
は特に制限はなく、例えば、スパッタリング法などのＰ
ＶＤ法（物理蒸着法）、金属アルコキシドを用いるある
いは用いないゾル−ゲル法、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶ
Ｄ法などのＣＶＤ法（化学気相法）、ＬＰＤ法（液相析
出法）、厚膜印刷法などを使用することができる。ま
た、上記の方法で有効元素を含む所望の組成のアモルフ
ァス層を直接形成する以外に、有効元素を含まないガラ
ス基板上又は複合アモルファス基板の有効元素を含まな
いアモルファス層上に、スパッタリング法などのＰＶＤ
法、金属アルコキシドを用いるあるいは用いないゾル−
ゲル法、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などのＣＶＤ法
などの方法で有効元素の酸化物薄膜又は金属薄膜をごく
薄くあるいは非連続的な島状に形成し、熱拡散すること
により有効元素を含む所望の組成のアモルファス層を形
成することもできる。
【００１１】本発明においては、アモルファス基板は、
微細な溝又は突状のパターンを有するものとすることが
できる。アモルファス基板がガラス基板である場合に
は、フッ化水素酸−フッ化アンモニウム水溶液や、フッ
化水素酸−フッ化アンモニウム水溶液−硫酸などを用い
たウエットエッチング、アルゴンイオンなどを用いたス
パッタエッチング、四フッ化炭素、フルオロホルムなど
を用いた反応性エッチングなどによりパターニングを行
うことができる。また、結晶、アモルファス又はこれら
の複合体基板上にパターニングした金属電極を作製し、
そのパターンを有する基板上にアモルファス層を形成
し、微細な突状のパターンを有する複合アモルファス基
板とすることができる。また、エッチングなどにより微
細な溝又は突状のパターンを形成した結晶、アモルファ
ス又はこれらの複合体基板上に、アモルファス層を形成
し、微細な溝又は突状のパターンを有する複合アモルフ
ァス基板とすることができる。アモルファス基板が微細
な溝又は突状のパターンを有し、ペロブスカイト型透明
ニオブ酸カリウム薄膜をパターンにしたがって作製する
ことにより、容易に光学素子を得ることができる。ま
た、アモルファス基板上にペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜を作製後、アルゴンイオンなどを用いた
スパッタエッチングなどにより、ペロブスカイト型透明
ニオブ酸カリウム薄膜をパターニングすることができ、
容易に光導波路などの光学素子を得ることができる。ニ
オブ酸カリウムは、約０.４〜約４.５μｍの波長域で透
明で、可視域乃至近赤外域の波長の光をほとんど吸収し
ないので、入射光やＳＨＧ光を低損失で伝播させること
ができる。さらに、ニオブ酸カリウムはきわめて大きな
非線形光学効果や電気光学効果を持つので、青色又は緑
色に効率よく波長変換することができる薄膜ＳＨＧ素子
や、導波路型の光スイッチング素子などの小型化した光
学素子として用いることができる。
微細な溝又は突状のパターンを有するものとすることが
できる。アモルファス基板がガラス基板である場合に
は、フッ化水素酸−フッ化アンモニウム水溶液や、フッ
化水素酸−フッ化アンモニウム水溶液−硫酸などを用い
たウエットエッチング、アルゴンイオンなどを用いたス
パッタエッチング、四フッ化炭素、フルオロホルムなど
を用いた反応性エッチングなどによりパターニングを行
うことができる。また、結晶、アモルファス又はこれら
の複合体基板上にパターニングした金属電極を作製し、
そのパターンを有する基板上にアモルファス層を形成
し、微細な突状のパターンを有する複合アモルファス基
板とすることができる。また、エッチングなどにより微
細な溝又は突状のパターンを形成した結晶、アモルファ
ス又はこれらの複合体基板上に、アモルファス層を形成
し、微細な溝又は突状のパターンを有する複合アモルフ
ァス基板とすることができる。アモルファス基板が微細
な溝又は突状のパターンを有し、ペロブスカイト型透明
ニオブ酸カリウム薄膜をパターンにしたがって作製する
ことにより、容易に光学素子を得ることができる。ま
た、アモルファス基板上にペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜を作製後、アルゴンイオンなどを用いた
スパッタエッチングなどにより、ペロブスカイト型透明
ニオブ酸カリウム薄膜をパターニングすることができ、
容易に光導波路などの光学素子を得ることができる。ニ
オブ酸カリウムは、約０.４〜約４.５μｍの波長域で透
明で、可視域乃至近赤外域の波長の光をほとんど吸収し
ないので、入射光やＳＨＧ光を低損失で伝播させること
ができる。さらに、ニオブ酸カリウムはきわめて大きな
非線形光学効果や電気光学効果を持つので、青色又は緑
色に効率よく波長変換することができる薄膜ＳＨＧ素子
や、導波路型の光スイッチング素子などの小型化した光
学素子として用いることができる。
【００１２】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ アモルファス基板として、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3
−Ｂ2Ｏ3系ガラス（コーニング社製＃７０５９ガラス）
基板を使用し、ＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末（モル
比で１：１）を石英ガラス上に被着させたターゲットを
用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分圧０.０
４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時
間１０時間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリン
グを行い、ペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜
を作製した。膜厚は、約９００ｎｍであった。図１は、
このニオブ酸カリウム薄膜のＣｕＫα線を使用して測定
したＸＲＤパターンである。本図より、このペロブスカ
イト型透明ニオブ酸カリウム薄膜が、強く（１１０）配
向していることが分かった。作製したニオブ酸カリウム
薄膜に、プリズムカップリング法で波長６３３ｎｍのＨ
ｅ−Ｎｅレーザーを入射し、伝播させることができた。
また、断面を研磨し、波長８６０ｎｍの半導体レーザー
を研磨した断面から膜に入射すると、青色ＳＨＧ光を発
生させることができた。 実施例２ アモルファス基板として、シリコン上に厚さ約５０ｎｍ
のＣｏＯ−ＳｉＯ2系のアモルファス層を、ＣｏＯとＳ
ｉＯ2の混合粉末（モル比で１：５）ターゲットを用い
て、アルゴンガス分圧０.７２Ｐａ、酸素分圧０.０８Ｐ
ａ、基板温度３００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時間１
５分間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリング法
により形成した複合アモルファス基板を使用し、その上
にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末（モル比で１：１）
を石英ガラス上に被着させたターゲットを用いて、アル
ゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分圧０.０４Ｐａ、基板
温度５００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時間３時間の条
件で、高周波マグネトロンスパッタリングを行い、膜厚
約３５０ｎｍのペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜を作製した。 実施例３ アモルファス基板として、シリコン上に厚さ約３００ｎ
ｍのＢａＯ−ＳｉＯ2系のアモルファス層を、ＢａＣＯ3
とＳｉＯ2の混合粉末（モル比で１：２０）ターゲット
を用いて、アルゴンガス分圧０.７２Ｐａ、酸素分圧０.
０８Ｐａ、基板温度３００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜
時間１時間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリン
グ法により形成した複合アモルファス基板を作製した。
このアモルファス層のＢａＯ／（ＢａＯ＋ＳｉＯ2）
（モル比）は、０.０５であった。この複合アモルファ
ス基板を使用し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合
粉末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着させたタ
ーゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸
素分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５
０Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネトロンス
パッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍのペロブスカイ
ト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。ＸＲＤパタ
ーンより求めた（１１０）ピーク強度／（１１１）ピー
ク強度の比は約１０,０００であり、このニオブ酸カリ
ウム薄膜は強く（１１０）配向していることが分かっ
た。また、このニオブ酸カリウム薄膜の結晶粒径は、原
子間力顕微鏡で調べたところ約０.２３μｍであった。
さらに、ＢａＣＯ3とＳｉＯ2粉末の混合比を変えて、上
記と同じ条件で高周波マグネトロンスパッタリング法に
よりＢａＯ／（ＢａＯ＋ＳｉＯ2）（モル比）が０.０
１、０.０２、０.０９及び０.１７であるアモルファス
層を有する４種の複合アモルファス基板を作製し、同様
にして高周波マグネトロンスパッタリングを行い、ペロ
ブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。図
２に、ＸＲＤパターンより求めた（１１０）ピーク強度
／（１１１）ピーク強度の比及び原子間力顕微鏡により
求めた結晶粒径を示す。本図より、アモルファス層のＢ
ａＯとＢａＯ＋ＳｉＯ2の比を変えることにより、ニオ
ブ酸カリウム膜の（１１０）配向性や、結晶粒径を制御
することができることが分かる。 実施例４ アモルファス基板として、シリカガラス上に厚さ約１０
０ｎｍのＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系のアモルファス
層（ＺｒＯ2：ＢａＯ：Ｌａ2Ｏ3＝４０：２：１、モル
比）を、Ｚｒ(ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3)4、Ｂａ金属、ＣＨ3
ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｌａ(ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ3)3を原料
に用いてゾル−ゲル法により形成した複合アモルファス
基板を使用し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉
末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着させたター
ゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素
分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０
Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネトロンスパ
ッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの（１１０）配向
したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製
した。 実施例５ アモルファス基板として、アルミナセラミック上に厚さ
約１００μｍのＳｉＯ2−ＢａＯ−ＳｒＯ−ＣａＯ−Ａ
ｌ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系のアモルファス層を、ＳｉＯ2−Ｂ
ａＯ−ＳｒＯ−ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスペ
ースト（アルカリ土類金属酸化物とＬａ2Ｏ3の合計２７
モル％）のスクリーン印刷、焼成により形成した複合ア
モルファス基板を使用し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ
3の混合粉末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着
させたターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６
Ｐａ、酸素分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周
波電力５０Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネ
トロンスパッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの（１
１０）配向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜を作製した。 実施例６ アモルファス基板として、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3
−Ｂ2Ｏ3系ガラス（コーニング社製＃７０５９ガラス）
基板をフッ化水素酸（濃度５０重量％）−フッ化アンモ
ニウム水溶液（濃度４０重量％）−硫酸（濃度９７重量
％）の混合溶液（体積混合比４９：４９：２）を用いて
ウェットエッチングし、幅約５０μｍ、深さ約０.５μ
ｍの溝をパターニングした基板を使用し、その溝をパタ
ーニングした基板上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末
（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着させたターゲ
ットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分
圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０
Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネトロンスパ
ッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの（１１０）配向
したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製
した。 実施例７ アモルファス基板として、ＳｉＯ2ガラス基板をフッ化
水素酸（濃度５０重量％）−フッ化アンモニウム水溶液
（濃度４０重量％）の混合溶液（体積混合比１：１）を
用いてウエットエッチングし、幅約５０μｍ、深さ０.
５μｍの溝をパターニングし、その溝をパターニングし
た基板上に厚さ約８０ｎｍのＰｂＯ−ＳｉＯ2系のアモ
ルファス層をＰｂＯとＳｉＯ2の混合粉末（モル比で
１：５）ターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.７
２Ｐａ、酸素分圧０.０８Ｐａ、基板温度３００℃、高
周波電力５０Ｗ、成膜時間１５分間の条件で、高周波マ
グネトロンスパッタリング法により形成した複合アモル
ファス基板を使用し、さらにその上にＫＮｂＯ3とＫ2Ｃ
Ｏ3の混合粉末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被
着させたターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３
６Ｐａ、酸素分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高
周波電力５０Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグ
ネトロンスパッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの
（１１０）配向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリ
ウム薄膜を作製した。 実施例８ アモルファス基板として、石英ガラス上にＳｒＯ層をＳ
ｒＣＯ3粉末ターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.
７２Ｐａ、酸素分圧０.０８Ｐａ、基板温度室温、高周
波電力５０Ｗ、成膜時間６０秒の条件で、高周波マグネ
トロンスパッタリング法により形成し、５００℃で２時
間熱拡散させることにより表面にＳｒＯ−ＳｉＯ2系ア
モルファス層を形成した複合アモルファス基板を使用
し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末（モル比
で１：１）を石英ガラス上に被着させたターゲットを用
いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分圧０.０４
Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時間
３時間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリングを
行い、膜厚約３５０ｎｍの（１１０）配向したペロブス
カイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。 実施例９〜２４ 実施例２と同様の方法（但し、アモルファス層の成膜時
間は、実施例９は１分間、実施例１１は１時間とした）
で、第１表に示すアモルファス層を有する複合アモルフ
ァス基板を作製し、その上にニオブ酸カリウム薄膜を作
製した。得られたニオブ酸カリウム薄膜について、薄膜
の透明性及び結晶構造を調べ、ペロブスカイト型である
場合には（１１０）配向性を調べた。結果を第１表に示
す。ニオブ酸カリウム薄膜の膜厚は、いずれも約３５０
ｎｍであった。 比較例１〜３ 実施例２と同様の方法（但し、アモルファス層を形成し
ない）で、第２表に示す基板を用いてニオブ酸カリウム
薄膜を作製した。得られたニオブ酸カリウム薄膜につい
て、薄膜の透明性及び結晶構造を調べ、ペロブスカイト
型である場合には（１１０）配向性を調べた。結果を第
２表に示す。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ アモルファス基板として、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3
−Ｂ2Ｏ3系ガラス（コーニング社製＃７０５９ガラス）
基板を使用し、ＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末（モル
比で１：１）を石英ガラス上に被着させたターゲットを
用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分圧０.０
４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時
間１０時間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリン
グを行い、ペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜
を作製した。膜厚は、約９００ｎｍであった。図１は、
このニオブ酸カリウム薄膜のＣｕＫα線を使用して測定
したＸＲＤパターンである。本図より、このペロブスカ
イト型透明ニオブ酸カリウム薄膜が、強く（１１０）配
向していることが分かった。作製したニオブ酸カリウム
薄膜に、プリズムカップリング法で波長６３３ｎｍのＨ
ｅ−Ｎｅレーザーを入射し、伝播させることができた。
また、断面を研磨し、波長８６０ｎｍの半導体レーザー
を研磨した断面から膜に入射すると、青色ＳＨＧ光を発
生させることができた。 実施例２ アモルファス基板として、シリコン上に厚さ約５０ｎｍ
のＣｏＯ−ＳｉＯ2系のアモルファス層を、ＣｏＯとＳ
ｉＯ2の混合粉末（モル比で１：５）ターゲットを用い
て、アルゴンガス分圧０.７２Ｐａ、酸素分圧０.０８Ｐ
ａ、基板温度３００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時間１
５分間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリング法
により形成した複合アモルファス基板を使用し、その上
にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末（モル比で１：１）
を石英ガラス上に被着させたターゲットを用いて、アル
ゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分圧０.０４Ｐａ、基板
温度５００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時間３時間の条
件で、高周波マグネトロンスパッタリングを行い、膜厚
約３５０ｎｍのペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜を作製した。 実施例３ アモルファス基板として、シリコン上に厚さ約３００ｎ
ｍのＢａＯ−ＳｉＯ2系のアモルファス層を、ＢａＣＯ3
とＳｉＯ2の混合粉末（モル比で１：２０）ターゲット
を用いて、アルゴンガス分圧０.７２Ｐａ、酸素分圧０.
０８Ｐａ、基板温度３００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜
時間１時間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリン
グ法により形成した複合アモルファス基板を作製した。
このアモルファス層のＢａＯ／（ＢａＯ＋ＳｉＯ2）
（モル比）は、０.０５であった。この複合アモルファ
ス基板を使用し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合
粉末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着させたタ
ーゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸
素分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５
０Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネトロンス
パッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍのペロブスカイ
ト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。ＸＲＤパタ
ーンより求めた（１１０）ピーク強度／（１１１）ピー
ク強度の比は約１０,０００であり、このニオブ酸カリ
ウム薄膜は強く（１１０）配向していることが分かっ
た。また、このニオブ酸カリウム薄膜の結晶粒径は、原
子間力顕微鏡で調べたところ約０.２３μｍであった。
さらに、ＢａＣＯ3とＳｉＯ2粉末の混合比を変えて、上
記と同じ条件で高周波マグネトロンスパッタリング法に
よりＢａＯ／（ＢａＯ＋ＳｉＯ2）（モル比）が０.０
１、０.０２、０.０９及び０.１７であるアモルファス
層を有する４種の複合アモルファス基板を作製し、同様
にして高周波マグネトロンスパッタリングを行い、ペロ
ブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。図
２に、ＸＲＤパターンより求めた（１１０）ピーク強度
／（１１１）ピーク強度の比及び原子間力顕微鏡により
求めた結晶粒径を示す。本図より、アモルファス層のＢ
ａＯとＢａＯ＋ＳｉＯ2の比を変えることにより、ニオ
ブ酸カリウム膜の（１１０）配向性や、結晶粒径を制御
することができることが分かる。 実施例４ アモルファス基板として、シリカガラス上に厚さ約１０
０ｎｍのＺｒＯ2−ＢａＯ−Ｌａ2Ｏ3系のアモルファス
層（ＺｒＯ2：ＢａＯ：Ｌａ2Ｏ3＝４０：２：１、モル
比）を、Ｚｒ(ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3)4、Ｂａ金属、ＣＨ3
ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｌａ(ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ3)3を原料
に用いてゾル−ゲル法により形成した複合アモルファス
基板を使用し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉
末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着させたター
ゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素
分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０
Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネトロンスパ
ッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの（１１０）配向
したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製
した。 実施例５ アモルファス基板として、アルミナセラミック上に厚さ
約１００μｍのＳｉＯ2−ＢａＯ−ＳｒＯ−ＣａＯ−Ａ
ｌ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系のアモルファス層を、ＳｉＯ2−Ｂ
ａＯ−ＳｒＯ−ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスペ
ースト（アルカリ土類金属酸化物とＬａ2Ｏ3の合計２７
モル％）のスクリーン印刷、焼成により形成した複合ア
モルファス基板を使用し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ
3の混合粉末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着
させたターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６
Ｐａ、酸素分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周
波電力５０Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネ
トロンスパッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの（１
１０）配向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜を作製した。 実施例６ アモルファス基板として、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3
−Ｂ2Ｏ3系ガラス（コーニング社製＃７０５９ガラス）
基板をフッ化水素酸（濃度５０重量％）−フッ化アンモ
ニウム水溶液（濃度４０重量％）−硫酸（濃度９７重量
％）の混合溶液（体積混合比４９：４９：２）を用いて
ウェットエッチングし、幅約５０μｍ、深さ約０.５μ
ｍの溝をパターニングした基板を使用し、その溝をパタ
ーニングした基板上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末
（モル比で１：１）を石英ガラス上に被着させたターゲ
ットを用いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分
圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０
Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグネトロンスパ
ッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの（１１０）配向
したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製
した。 実施例７ アモルファス基板として、ＳｉＯ2ガラス基板をフッ化
水素酸（濃度５０重量％）−フッ化アンモニウム水溶液
（濃度４０重量％）の混合溶液（体積混合比１：１）を
用いてウエットエッチングし、幅約５０μｍ、深さ０.
５μｍの溝をパターニングし、その溝をパターニングし
た基板上に厚さ約８０ｎｍのＰｂＯ−ＳｉＯ2系のアモ
ルファス層をＰｂＯとＳｉＯ2の混合粉末（モル比で
１：５）ターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.７
２Ｐａ、酸素分圧０.０８Ｐａ、基板温度３００℃、高
周波電力５０Ｗ、成膜時間１５分間の条件で、高周波マ
グネトロンスパッタリング法により形成した複合アモル
ファス基板を使用し、さらにその上にＫＮｂＯ3とＫ2Ｃ
Ｏ3の混合粉末（モル比で１：１）を石英ガラス上に被
着させたターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.３
６Ｐａ、酸素分圧０.０４Ｐａ、基板温度５００℃、高
周波電力５０Ｗ、成膜時間３時間の条件で、高周波マグ
ネトロンスパッタリングを行い、膜厚約３５０ｎｍの
（１１０）配向したペロブスカイト型透明ニオブ酸カリ
ウム薄膜を作製した。 実施例８ アモルファス基板として、石英ガラス上にＳｒＯ層をＳ
ｒＣＯ3粉末ターゲットを用いて、アルゴンガス分圧０.
７２Ｐａ、酸素分圧０.０８Ｐａ、基板温度室温、高周
波電力５０Ｗ、成膜時間６０秒の条件で、高周波マグネ
トロンスパッタリング法により形成し、５００℃で２時
間熱拡散させることにより表面にＳｒＯ−ＳｉＯ2系ア
モルファス層を形成した複合アモルファス基板を使用
し、その上にＫＮｂＯ3とＫ2ＣＯ3の混合粉末（モル比
で１：１）を石英ガラス上に被着させたターゲットを用
いて、アルゴンガス分圧０.３６Ｐａ、酸素分圧０.０４
Ｐａ、基板温度５００℃、高周波電力５０Ｗ、成膜時間
３時間の条件で、高周波マグネトロンスパッタリングを
行い、膜厚約３５０ｎｍの（１１０）配向したペロブス
カイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜を作製した。 実施例９〜２４ 実施例２と同様の方法（但し、アモルファス層の成膜時
間は、実施例９は１分間、実施例１１は１時間とした）
で、第１表に示すアモルファス層を有する複合アモルフ
ァス基板を作製し、その上にニオブ酸カリウム薄膜を作
製した。得られたニオブ酸カリウム薄膜について、薄膜
の透明性及び結晶構造を調べ、ペロブスカイト型である
場合には（１１０）配向性を調べた。結果を第１表に示
す。ニオブ酸カリウム薄膜の膜厚は、いずれも約３５０
ｎｍであった。 比較例１〜３ 実施例２と同様の方法（但し、アモルファス層を形成し
ない）で、第２表に示す基板を用いてニオブ酸カリウム
薄膜を作製した。得られたニオブ酸カリウム薄膜につい
て、薄膜の透明性及び結晶構造を調べ、ペロブスカイト
型である場合には（１１０）配向性を調べた。結果を第
２表に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】実施例９〜２４の本発明のニオブ酸カリウ
ム薄膜はすべてペロブスカイト型結晶であった。実施例
９〜２２のニオブ酸カリウム薄膜は、強く（１１０）配
向し、透明であった。実施例２３及び２４のニオブ酸カ
リウム薄膜は、（１１０）配向は強くはなかったが透明
であった。これに対して、比較例１の（１００）Ｓｉ単
結晶基板上に作製したニオブ酸カリウム薄膜は、ペロブ
スカイト型結晶ではあったが、透明ではなく、（１１
０）配向も強くなかった。比較例２の白金基板上に作製
したニオブ酸カリウム薄膜も、ペロブスカイト型結晶で
はあったが、透明ではなく、（１１０）配向も強くなか
った。比較例３のＳＵＳ３０４基板上に作製したニオブ
酸カリウム薄膜は、ペロブスカイト型結晶ではなく、透
明でもなかった。
ム薄膜はすべてペロブスカイト型結晶であった。実施例
９〜２２のニオブ酸カリウム薄膜は、強く（１１０）配
向し、透明であった。実施例２３及び２４のニオブ酸カ
リウム薄膜は、（１１０）配向は強くはなかったが透明
であった。これに対して、比較例１の（１００）Ｓｉ単
結晶基板上に作製したニオブ酸カリウム薄膜は、ペロブ
スカイト型結晶ではあったが、透明ではなく、（１１
０）配向も強くなかった。比較例２の白金基板上に作製
したニオブ酸カリウム薄膜も、ペロブスカイト型結晶で
はあったが、透明ではなく、（１１０）配向も強くなか
った。比較例３のＳＵＳ３０４基板上に作製したニオブ
酸カリウム薄膜は、ペロブスカイト型結晶ではなく、透
明でもなかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明のニオブ酸カリウム薄膜は、アモ
ルファス基板上のペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄
膜であり、透明性に優れ、（１１０）配向させることが
でき、かつアモルファス基板はその屈折率の選択域が広
いので、光導波路素子、ＳＨＧ素子、光スイッチング素
子などの光学素子に用いることができる。
ルファス基板上のペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄
膜であり、透明性に優れ、（１１０）配向させることが
でき、かつアモルファス基板はその屈折率の選択域が広
いので、光導波路素子、ＳＨＧ素子、光スイッチング素
子などの光学素子に用いることができる。
【図１】図１は、本発明のニオブ酸カリウム薄膜のＸＲ
Ｄパターンである。
Ｄパターンである。
【図２】図２は、ＸＲＤパターンより求めた（１１０）
ピーク強度／（１１１）ピーク強度の比及び原子力間顕
微鏡により求めた結晶粒径を示すグラフである。
ピーク強度／（１１１）ピーク強度の比及び原子力間顕
微鏡により求めた結晶粒径を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０５ 1/37 1/37 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｎ
Claims (20)
- 【請求項１】アモルファス基板上に作製したペロブスカ
イト型透明ニオブ酸カリウム薄膜。 - 【請求項２】アモルファス基板上に作製した薄膜が、
（１１０）配向である請求項１記載のペロブスカイト型
透明ニオブ酸カリウム薄膜。 - 【請求項３】アモルファス基板が、アルカリ土類金属、
希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少な
くとも１種の元素を含むガラス基板である請求項１記載
のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜。 - 【請求項４】アモルファス基板が、アルカリ土類金属、
希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の元素
を含むガラス基板である請求項２記載のペロブスカイト
型透明ニオブ酸カリウム薄膜。 - 【請求項５】アモルファス基板が、結晶、アモルファス
又はこれらの複合体基板上にアルカリ土類金属、希土
類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくと
も１種の元素を含むアモルファス層を形成した複合アモ
ルファス基板である請求項１記載のペロブスカイト型透
明ニオブ酸カリウム薄膜。 - 【請求項６】アモルファス基板が、結晶、アモルファス
又はこれらの複合体基板上にアルカリ土類金属、希土
類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の元素を含
むアモルファス層を形成した複合アモルファス基板であ
る請求項２記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウ
ム薄膜。 - 【請求項７】ガラス基板が、微細な溝又は突状のパター
ンを有する請求項３又は請求項４記載のペロブスカイト
型透明ニオブ酸カリウム薄膜。 - 【請求項８】複合アモルファス基板が、結晶、アモルフ
ァス又はこれらの複合体基板上にパターニングした金属
電極による微細な突状のパターンを有し、そのパターン
を有する基板上にアモルファス層を形成してなる請求項
５又は請求項６記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カ
リウム薄膜。 - 【請求項９】複合アモルファス基板が、微細な溝又は突
状のパターンを有する結晶、アモルファス又はこれらの
複合体基板上にアモルファス層を形成してなる請求項５
又は請求項６記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリ
ウム薄膜。 - 【請求項１０】ＰＶＤ法により、アモルファス基板上に
作製することを特徴とするペロブスカイト型透明ニオブ
酸カリウム薄膜の製造方法。 - 【請求項１１】ＰＶＤ法が、スパッタリング法である請
求項１０記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム
薄膜の製造方法。 - 【請求項１２】アモルファス基板上に作製した薄膜が、
（１１０）配向である請求項１０又は請求項１１記載の
ペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜の製造方
法。 - 【請求項１３】アモルファス基板が、アルカリ土類金
属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の
少なくとも１種の元素を含むガラス基板である請求項１
０又は請求項１１記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸
カリウム薄膜の製造方法。 - 【請求項１４】アモルファス基板が、アルカリ土類金
属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｂの内の少なくとも１種の
元素を含むガラス基板である請求項１２記載のペロブス
カイト型透明ニオブ酸カリウム薄膜の製造方法。 - 【請求項１５】結晶、アモルファス又はこれらの複合体
基板上に、アルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗの内の少なくとも１種の元素を含む
アモルファス層をＰＶＤ法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ法、
ＬＰＤ法、厚膜印刷法の内のいずれかの方法で形成した
複合アモルファス基板上に作製する請求項１０又は請求
項１１記載のペロブスカイト型透明ニオブ酸カリウム薄
膜の製造方法。 - 【請求項１６】結晶、アモルファス又はこれらの複合体
基板上に、アルカリ土類金属、希土類、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎ
ｂの内の少なくとも１種の元素を含むアモルファス層を
ＰＶＤ法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ法、ＬＰＤ法、厚膜印
刷法の内のいずれかの方法で形成した複合アモルファス
基板上に作製する請求項１２記載のペロブスカイト型透
明ニオブ酸カリウム薄膜の製造方法。 - 【請求項１７】請求項１乃至請求項９のいずれかに記載
のアモルファス基板上に作製したペロブスカイト型透明
ニオブ酸カリウム薄膜を用いた光学素子。 - 【請求項１８】光学素子が光導波路素子である請求項１
７記載の光学素子。 - 【請求項１９】光学素子がＳＨＧ素子である請求項１７
記載の光学素子。 - 【請求項２０】光学素子が光スイッチング素子である請
求項１７記載の光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19713496A JPH09100125A (ja) | 1995-07-28 | 1996-07-08 | ニオブ酸カリウム薄膜及びその製造方法並びに該薄膜を用いた光学素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-212859 | 1995-07-28 | ||
| JP21285995 | 1995-07-28 | ||
| JP19713496A JPH09100125A (ja) | 1995-07-28 | 1996-07-08 | ニオブ酸カリウム薄膜及びその製造方法並びに該薄膜を用いた光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09100125A true JPH09100125A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=26510192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19713496A Pending JPH09100125A (ja) | 1995-07-28 | 1996-07-08 | ニオブ酸カリウム薄膜及びその製造方法並びに該薄膜を用いた光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09100125A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6849861B2 (en) | 2001-03-28 | 2005-02-01 | Seiko Epson Corporation | Electronic device and electronic apparatus |
| JP2008084820A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | 大気圧放電表面処理装置 |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP19713496A patent/JPH09100125A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6849861B2 (en) | 2001-03-28 | 2005-02-01 | Seiko Epson Corporation | Electronic device and electronic apparatus |
| JP2008084820A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | 大気圧放電表面処理装置 |
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