JPH0986931A - 水系前駆体溶液からのニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチウム薄膜の作成方法 - Google Patents
水系前駆体溶液からのニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチウム薄膜の作成方法Info
- Publication number
- JPH0986931A JPH0986931A JP7269546A JP26954695A JPH0986931A JP H0986931 A JPH0986931 A JP H0986931A JP 7269546 A JP7269546 A JP 7269546A JP 26954695 A JP26954695 A JP 26954695A JP H0986931 A JPH0986931 A JP H0986931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- solution
- lithium niobate
- niobate thin
- lithium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 所定量のエトキシリチウム、ペンタエトキシ
ニオブ及びテトラエトキシチタンの金属アルコキシドの
複合アルキシド溶液を調製し、完全に加水分解した後得
た沈殿を水に溶解させて水系前駆体溶液を調製する。こ
の水系前駆体溶液をコ−ティング溶液として基板上に塗
布し加熱処理することにより、緻密で均質な結晶性の優
れたニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチ
ウム薄膜を作成する。
ニオブ及びテトラエトキシチタンの金属アルコキシドの
複合アルキシド溶液を調製し、完全に加水分解した後得
た沈殿を水に溶解させて水系前駆体溶液を調製する。こ
の水系前駆体溶液をコ−ティング溶液として基板上に塗
布し加熱処理することにより、緻密で均質な結晶性の優
れたニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチ
ウム薄膜を作成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ニオブ酸リチウム（LiNbO3）は単
結晶として、強誘電性、圧電性、焦電性などの電気的特
性や電気光学的効果、音響光学効果、非線形光学効果な
どの光学的特性を持ち合わせた優れた機能性材料として
知られているが、電子・光学素子として応用が期待され
るLiNbO3薄膜の作成方法の確立はエレクトロニクス、オ
プトエレクトロニクス、化学、窯業関連業界において有
用な技術となりうる。
結晶として、強誘電性、圧電性、焦電性などの電気的特
性や電気光学的効果、音響光学効果、非線形光学効果な
どの光学的特性を持ち合わせた優れた機能性材料として
知られているが、電子・光学素子として応用が期待され
るLiNbO3薄膜の作成方法の確立はエレクトロニクス、オ
プトエレクトロニクス、化学、窯業関連業界において有
用な技術となりうる。
【０００２】
【従来の技術】ゾル・ゲル法を用いたリチウムエトキシ
ド、ニオブエトキシドの複合アルコキシドのエタノール
溶液の部分加水分解した前駆体を基板に塗布して加熱処
理することにより緻密で結晶性の高いニオブ酸リチウム
薄膜を低温焼成にて製造する方法は特開昭６３−２３８
２８２号公報に記載されている。
ド、ニオブエトキシドの複合アルコキシドのエタノール
溶液の部分加水分解した前駆体を基板に塗布して加熱処
理することにより緻密で結晶性の高いニオブ酸リチウム
薄膜を低温焼成にて製造する方法は特開昭６３−２３８
２８２号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６３−２３８２
８２号公報に記載されている方法においては複合アルコ
キシドのエタノール溶液を部分的に加水分解を行うた
め、部分加水分解した前駆体を基板に塗布して加熱処理
する過程に置いて加水分解されていないエトキシ基を燃
焼除去させなければならないので、完全に残留炭素を含
まない薄膜を作成するには加熱処理温度は350℃以上を
必要とする。また、複合アルコキシドのエタノール溶液
は大気中のわずかな水分によって加水分解され沈殿物を
生じさせてしまうため溶液の均一性を保つためには、部
分加水分解後の前駆体溶液の取り扱い及び保存は窒素気
流下において行わなければならない。
８２号公報に記載されている方法においては複合アルコ
キシドのエタノール溶液を部分的に加水分解を行うた
め、部分加水分解した前駆体を基板に塗布して加熱処理
する過程に置いて加水分解されていないエトキシ基を燃
焼除去させなければならないので、完全に残留炭素を含
まない薄膜を作成するには加熱処理温度は350℃以上を
必要とする。また、複合アルコキシドのエタノール溶液
は大気中のわずかな水分によって加水分解され沈殿物を
生じさせてしまうため溶液の均一性を保つためには、部
分加水分解後の前駆体溶液の取り扱い及び保存は窒素気
流下において行わなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明では、等モル量
のリチウムエトキシドとニオブエトキシドを無水エタノ
ール中で還流することにより調製した複合アルコキシド
溶液又はニオブエトキシドの一部をチタンエトキシドで
置換して調製した複合アルコキシド溶液に脱炭酸水を加
えて完全に加水分解する。その後還流を行い生じたリチ
ウム・ニオブ水酸化物沈殿を含むエタノール溶液よりエ
タノール溶媒を除去し、得られた沈殿物を脱炭酸水に溶
解して前駆体溶液を調製する。前駆体溶液を基板上に塗
布してゲル薄膜を作成しさらに200℃〜600℃で加熱処理
することによって、ニオブ酸リチウム薄膜又はチタン固
溶のニオブ酸リチウム薄膜を作成する。
のリチウムエトキシドとニオブエトキシドを無水エタノ
ール中で還流することにより調製した複合アルコキシド
溶液又はニオブエトキシドの一部をチタンエトキシドで
置換して調製した複合アルコキシド溶液に脱炭酸水を加
えて完全に加水分解する。その後還流を行い生じたリチ
ウム・ニオブ水酸化物沈殿を含むエタノール溶液よりエ
タノール溶媒を除去し、得られた沈殿物を脱炭酸水に溶
解して前駆体溶液を調製する。前駆体溶液を基板上に塗
布してゲル薄膜を作成しさらに200℃〜600℃で加熱処理
することによって、ニオブ酸リチウム薄膜又はチタン固
溶のニオブ酸リチウム薄膜を作成する。
【０００５】
【作用】複合アルコキシド溶液を完全に加水分解する
と、加水分解の結果生じるリチウム・ニオブ水酸化物沈
殿がエタノール溶液に不溶性となる。このような不溶性
物質を含む溶液は前駆体溶液として利用できない。その
ために、従来の技術では、特開昭６３−２３８２８２号
公報に記載のように部分加水分解にとどめていた。部分
加水分解にとどめておくと、エタノール溶液を前駆体溶
液として用いることができる。しかるに、その溶液は大
気中で扱うと完全に加水分解して沈殿しやすく、また、
完全に加水分解しないようにして用いても低温処理後の
薄膜内に炭素が残留しやすい。
と、加水分解の結果生じるリチウム・ニオブ水酸化物沈
殿がエタノール溶液に不溶性となる。このような不溶性
物質を含む溶液は前駆体溶液として利用できない。その
ために、従来の技術では、特開昭６３−２３８２８２号
公報に記載のように部分加水分解にとどめていた。部分
加水分解にとどめておくと、エタノール溶液を前駆体溶
液として用いることができる。しかるに、その溶液は大
気中で扱うと完全に加水分解して沈殿しやすく、また、
完全に加水分解しないようにして用いても低温処理後の
薄膜内に炭素が残留しやすい。
【０００６】ところが、エタノールに不溶性な沈殿物に
ついて調査したところ、この沈殿物は水に対して可溶性
であり、水溶液として薄膜作成に用いることができるこ
とをみいだした。そしてこの水溶液は大気中でも安定で
あり、かつ低温処理後薄膜内に炭素が残ると言ったこと
もない。
ついて調査したところ、この沈殿物は水に対して可溶性
であり、水溶液として薄膜作成に用いることができるこ
とをみいだした。そしてこの水溶液は大気中でも安定で
あり、かつ低温処理後薄膜内に炭素が残ると言ったこと
もない。
【０００７】このようにして大気中で処理しやすく、低
温処理によって特性の優れた薄膜が作成される。
温処理によって特性の優れた薄膜が作成される。
【０００８】
【実施例】図１に薄膜合成のフローチャートを示す。チ
タンを固溶させない場合は等モル量のLiOEt（リチウム
エトキシド）とNb(OEt)5（ニオブエトキシド）をEtOH
（無水エタノール）中に混合し還流を行ってLiNb(OEt)6
（リチウム・ニオブ複合アルコキシド溶液）を調製し、
複合アルコキシドのモルに対してH2O（脱炭酸水）を7.5
倍のモル等量加えて完全に加水分解する。その後還流を
行い生じたLiNb(OH)6（リチウム・ニオブ水酸化物）沈
殿を含むエタノール溶液について80℃程度の加熱により
エタノール溶媒を除去し、得られた沈殿物を脱炭酸水に
溶解し所定の濃度まで濃縮して前駆体溶液を調製する。
またTi（チタン）を固溶させる場合にはニオブエトキシ
ドの一部（例えば５モル％）をTi(OEt)4（チタンエトキ
シド）に置換する。このようにして得られた水溶液を、
次に、サファイア基板上にコーティングにより塗布し乾
燥してゲル薄膜を形成し、さらに加熱処理を行ない配向
性薄膜を作成する。作成したゲル薄膜の組成はICP発光
分析法により分析を行ない、リチウムとニオブのモル比
が１：１であることを確認した。
タンを固溶させない場合は等モル量のLiOEt（リチウム
エトキシド）とNb(OEt)5（ニオブエトキシド）をEtOH
（無水エタノール）中に混合し還流を行ってLiNb(OEt)6
（リチウム・ニオブ複合アルコキシド溶液）を調製し、
複合アルコキシドのモルに対してH2O（脱炭酸水）を7.5
倍のモル等量加えて完全に加水分解する。その後還流を
行い生じたLiNb(OH)6（リチウム・ニオブ水酸化物）沈
殿を含むエタノール溶液について80℃程度の加熱により
エタノール溶媒を除去し、得られた沈殿物を脱炭酸水に
溶解し所定の濃度まで濃縮して前駆体溶液を調製する。
またTi（チタン）を固溶させる場合にはニオブエトキシ
ドの一部（例えば５モル％）をTi(OEt)4（チタンエトキ
シド）に置換する。このようにして得られた水溶液を、
次に、サファイア基板上にコーティングにより塗布し乾
燥してゲル薄膜を形成し、さらに加熱処理を行ない配向
性薄膜を作成する。作成したゲル薄膜の組成はICP発光
分析法により分析を行ない、リチウムとニオブのモル比
が１：１であることを確認した。
【０００９】図２に前駆体溶液の1H FT-NMR測定結果を
示す。横軸は内部標準を0ppmとした場合のケミカルシフ
ト値（ppm）を示す。図２上に示した加水分解を完全に
行った後の前駆体溶液の結果では全くエトキシ基の残留
によるシグナルは見られなかったが、図２下に示したよ
うに加水分解を全く行わない場合はエトキシ基によるシ
グナルが1.170 ppm, 1.187 ppm, 1.206 pmと3.632 ppm,
3.651 ppm, 3.668 pm, 3.686 ppmに見られた。沈殿物
が生じない程度部分加水分解した場合も全く加水分解を
しない場合の結果に近いと推測される。
示す。横軸は内部標準を0ppmとした場合のケミカルシフ
ト値（ppm）を示す。図２上に示した加水分解を完全に
行った後の前駆体溶液の結果では全くエトキシ基の残留
によるシグナルは見られなかったが、図２下に示したよ
うに加水分解を全く行わない場合はエトキシ基によるシ
グナルが1.170 ppm, 1.187 ppm, 1.206 pmと3.632 ppm,
3.651 ppm, 3.668 pm, 3.686 ppmに見られた。沈殿物
が生じない程度部分加水分解した場合も全く加水分解を
しない場合の結果に近いと推測される。
【００１０】図３に溶液濃度の異なる前駆体溶液を調製
して、サファイア基板上に塗布して得られたゲル薄膜を
500℃の加熱処理をして作成したニオブ酸リチウム薄膜
の膜厚とその前駆体溶液の濃度との関係を示す。横軸が
前駆体溶液の濃度（mol/dm3)を示し、縦軸が作成された
薄膜の膜厚（nm）を示す。前駆体溶液濃度と薄膜の膜厚
とは直線関係が得られ、濃度を調節することにより所望
の膜厚を持つ薄膜が作成できる。
して、サファイア基板上に塗布して得られたゲル薄膜を
500℃の加熱処理をして作成したニオブ酸リチウム薄膜
の膜厚とその前駆体溶液の濃度との関係を示す。横軸が
前駆体溶液の濃度（mol/dm3)を示し、縦軸が作成された
薄膜の膜厚（nm）を示す。前駆体溶液濃度と薄膜の膜厚
とは直線関係が得られ、濃度を調節することにより所望
の膜厚を持つ薄膜が作成できる。
【００１１】図４はサファイアC基板上にゲル薄膜を作
成したあとに加熱処理して得たLiNbO3薄膜のXRD測定結
果である。図中温度は加熱時の温度を示し括弧内はXRD
図の拡大率を示す。250℃で極小の結晶相ピ−クが観察
されはじめ、350℃以上で非常に強い(006)面への配向が
見られた。
成したあとに加熱処理して得たLiNbO3薄膜のXRD測定結
果である。図中温度は加熱時の温度を示し括弧内はXRD
図の拡大率を示す。250℃で極小の結晶相ピ−クが観察
されはじめ、350℃以上で非常に強い(006)面への配向が
見られた。
【００１２】図５はチタンを５mol%固溶させた場合で、
300℃で極小の結晶相ピ−クが観察され、350℃以上で非
常に強い(006)面への配向が見られた。
300℃で極小の結晶相ピ−クが観察され、350℃以上で非
常に強い(006)面への配向が見られた。
【００１３】サファイアC基板以外のA,Rにおいても350
℃の加熱処理によりそれぞれの面方位に依存した強い配
向膜が得られた（図６）。
℃の加熱処理によりそれぞれの面方位に依存した強い配
向膜が得られた（図６）。
【００１４】図７にサファイアC,A,R基板上に350℃で加
熱処理して得た薄膜の表面（左）及び断面（右）のSEM
写真を示す。薄膜は緻密で欠陥の見られない平滑な膜で
ある。
熱処理して得た薄膜の表面（左）及び断面（右）のSEM
写真を示す。薄膜は緻密で欠陥の見られない平滑な膜で
ある。
【００１５】図８にサファイアC基板上に350℃の加熱処
理により作成したTi５mol%固溶のLiNbO3薄膜のESCA分析
による深さ方向の組成分析結果を示す。縦軸は各元素の
相対的なモル存在比率を示し、横軸は薄膜をアルゴンイ
オンスパッタリングにより基板方向にエッチングした時
間（分：秒）を示す。スパッタリング時間5:3（５分３
秒）と6:3（６分３秒）の中間に見られる減少方向にあ
る薄膜成分であるニオブのモル存在比率を示す線と増加
方向にあるサファイアの構成元素であるアルミニウムの
モル存在比率を示す線が交わる時点が薄膜と基板との界
面をあらわしている。薄膜成分であるニオブ、酸素、チ
タンのモル存在比率は界面付近まで均一に存在している
ことがわかり、作成された薄膜は均質である。作成薄膜
における光学的特性の評価として薄膜の屈折率の測定及
びレーザー光による導波光の観察を行った。サファイア
C基板上に350℃で加熱処理して作成した薄膜は単結晶
（屈折率は2.286）に近い屈折率2.295を示した。
理により作成したTi５mol%固溶のLiNbO3薄膜のESCA分析
による深さ方向の組成分析結果を示す。縦軸は各元素の
相対的なモル存在比率を示し、横軸は薄膜をアルゴンイ
オンスパッタリングにより基板方向にエッチングした時
間（分：秒）を示す。スパッタリング時間5:3（５分３
秒）と6:3（６分３秒）の中間に見られる減少方向にあ
る薄膜成分であるニオブのモル存在比率を示す線と増加
方向にあるサファイアの構成元素であるアルミニウムの
モル存在比率を示す線が交わる時点が薄膜と基板との界
面をあらわしている。薄膜成分であるニオブ、酸素、チ
タンのモル存在比率は界面付近まで均一に存在している
ことがわかり、作成された薄膜は均質である。作成薄膜
における光学的特性の評価として薄膜の屈折率の測定及
びレーザー光による導波光の観察を行った。サファイア
C基板上に350℃で加熱処理して作成した薄膜は単結晶
（屈折率は2.286）に近い屈折率2.295を示した。
【００１６】図９にレーザー光による導波光の観察方法
及び観察結果を示した。サファイアC基板上に350℃で加
熱処理して作成したLiNbO3薄膜導波路上にルチルのプリ
ズムを密着させ、プリズムの斜面に対して垂直方向から
10度の角度をなす方向よりHe-Ne（ヘリウムーネオン）
レーザー光を入射させて薄膜中での導波光の観察を行っ
た。A方向からの観察結果を写真Aに示したが、１cm程度
の導波光が見えている。一方B方向からの観察結果は写
真Bに示した様に導波光が薄膜部分に局在しているのが
わかる。このように作成薄膜導波路において薄膜部分に
レーザー光を伝搬させることのできることがわかった。
及び観察結果を示した。サファイアC基板上に350℃で加
熱処理して作成したLiNbO3薄膜導波路上にルチルのプリ
ズムを密着させ、プリズムの斜面に対して垂直方向から
10度の角度をなす方向よりHe-Ne（ヘリウムーネオン）
レーザー光を入射させて薄膜中での導波光の観察を行っ
た。A方向からの観察結果を写真Aに示したが、１cm程度
の導波光が見えている。一方B方向からの観察結果は写
真Bに示した様に導波光が薄膜部分に局在しているのが
わかる。このように作成薄膜導波路において薄膜部分に
レーザー光を伝搬させることのできることがわかった。
【００１７】この前駆体溶液はpHが11というアルカリ性
であるが、0.1N酢酸により中和することが可能でありそ
の中和前駆体溶液を用いて薄膜を作成した場合は加熱処
理温度500℃で配向膜が得られる。
であるが、0.1N酢酸により中和することが可能でありそ
の中和前駆体溶液を用いて薄膜を作成した場合は加熱処
理温度500℃で配向膜が得られる。
【００１８】図１０に、これら水系前駆体溶液からの薄
膜作成技術とフォトリソグラフィーを用いたパターニン
グ技術と組み合わせることによる３次元光導波路の作成
方法を示す。まず全面にAl（アルミニウム）を蒸着した
基板上にフォトレジストを塗布しパターンの施されたフ
ォトマスクを被せてUV（紫外線）で露光をする（工程
１）。現像後、紫外線により露光された部分のフォトレ
ジストが抜けてアルミニウム蒸着膜上にパターンが形成
される（工程２）。酸によりフォトレジストの抜けた部
分のアルミニウム蒸着膜をエッチングして基板上にパタ
ーンを形成する（工程３）。レジストを取り除くことに
よりアルミニウム蒸着膜でマスクしたパターンの形成さ
れた基板を作成する（工程４）。工程４で作成されたパ
ターンの形成された基板上に上記中和前駆体溶液を塗布
してLiNb(OH)6ゲル膜を作成する（工程５）。ここで、
中和前駆体溶液を用いる理由はアルミニウムによるマス
クを行ったため強いアルカリ性である前駆体溶液ではア
ルミニウムを溶解してしまうためである。工程５で作成
したゲル膜を500℃において加熱処理することによりLiN
bO3結晶膜が作成される（工程６）。酸によりアルミニ
ウムをエッチング除去してアルミニウムのマスクされて
いない部分のみを残すことができる。この工程で作成さ
れたものをリッジ型LiNbO3導波路と言う（工程７）。さ
らに前駆体溶液を塗布して作成されたLiNbO3結晶膜をLi
Nb(OH)6ゲル膜により被覆する（工程８）。工程８で作
成されたゲル薄膜を300℃で加熱処理することにより非
晶質LiNbO3薄膜の中に埋め込まれた３次元のLiNbO3導波
路が作成できる（工程９）。
膜作成技術とフォトリソグラフィーを用いたパターニン
グ技術と組み合わせることによる３次元光導波路の作成
方法を示す。まず全面にAl（アルミニウム）を蒸着した
基板上にフォトレジストを塗布しパターンの施されたフ
ォトマスクを被せてUV（紫外線）で露光をする（工程
１）。現像後、紫外線により露光された部分のフォトレ
ジストが抜けてアルミニウム蒸着膜上にパターンが形成
される（工程２）。酸によりフォトレジストの抜けた部
分のアルミニウム蒸着膜をエッチングして基板上にパタ
ーンを形成する（工程３）。レジストを取り除くことに
よりアルミニウム蒸着膜でマスクしたパターンの形成さ
れた基板を作成する（工程４）。工程４で作成されたパ
ターンの形成された基板上に上記中和前駆体溶液を塗布
してLiNb(OH)6ゲル膜を作成する（工程５）。ここで、
中和前駆体溶液を用いる理由はアルミニウムによるマス
クを行ったため強いアルカリ性である前駆体溶液ではア
ルミニウムを溶解してしまうためである。工程５で作成
したゲル膜を500℃において加熱処理することによりLiN
bO3結晶膜が作成される（工程６）。酸によりアルミニ
ウムをエッチング除去してアルミニウムのマスクされて
いない部分のみを残すことができる。この工程で作成さ
れたものをリッジ型LiNbO3導波路と言う（工程７）。さ
らに前駆体溶液を塗布して作成されたLiNbO3結晶膜をLi
Nb(OH)6ゲル膜により被覆する（工程８）。工程８で作
成されたゲル薄膜を300℃で加熱処理することにより非
晶質LiNbO3薄膜の中に埋め込まれた３次元のLiNbO3導波
路が作成できる（工程９）。
【００１９】また、工程５においてニオブの一部をチタ
ンで置換した中和前駆体溶液を用いることでチタン固溶
のゲル膜を形成し（工程５’）、500℃において加熱処
理することでチタン固溶のLiNbO3結晶膜が作成でき（工
程６’）、酸によるエッチングを行うことによりチタン
固溶のリッジ型LiNbO3導波路が作成できる（工程
７’）。前駆体溶液を用いて工程７’で作成したチタン
固溶のLiNbO３結晶膜をLiNb(OH)6ゲル膜により被覆する
（工程８’）。工程８’で作成されたゲル薄膜を350℃
で加熱処理することによりLiNbO3結晶膜の中に埋め込ま
れた３次元のチタン固溶のLiNbO3導波路が作成できる
（工程９’）。
ンで置換した中和前駆体溶液を用いることでチタン固溶
のゲル膜を形成し（工程５’）、500℃において加熱処
理することでチタン固溶のLiNbO3結晶膜が作成でき（工
程６’）、酸によるエッチングを行うことによりチタン
固溶のリッジ型LiNbO3導波路が作成できる（工程
７’）。前駆体溶液を用いて工程７’で作成したチタン
固溶のLiNbO３結晶膜をLiNb(OH)6ゲル膜により被覆する
（工程８’）。工程８’で作成されたゲル薄膜を350℃
で加熱処理することによりLiNbO3結晶膜の中に埋め込ま
れた３次元のチタン固溶のLiNbO3導波路が作成できる
（工程９’）。
【００２０】図１１に前記工程７までの方法を用いて、
幅６μmの２本パターンの施されたフォトマスクを使用
した場合のガラス基板上に作成したリッジ型の３次元Li
NbO3光導波路のSEM写真を示す。これによりフォトマス
クに施されたパターンどおりに３次元LiNbO3光導波路が
基板上に作成できた。
幅６μmの２本パターンの施されたフォトマスクを使用
した場合のガラス基板上に作成したリッジ型の３次元Li
NbO3光導波路のSEM写真を示す。これによりフォトマス
クに施されたパターンどおりに３次元LiNbO3光導波路が
基板上に作成できた。
【００２１】
【発明の効果】水系前駆体溶液を用いた薄膜合成方法に
おいては １．エタノール系のコーティング溶液を用いる場合と異
なり大気中での取り扱いができる。 ２．作成薄膜は均質であり組成ずれが無い。 ３．完全にエトキシ基を加水分解除去後に水溶液にする
ので、作成薄膜における炭素化合物の残留が極めて少な
い。 ４．作成ゲル膜は水溶性であるので作成、除去が容易で
ある。 ５．強い優先配向したクラックやポアなどの欠陥のない
均質で平滑な結晶性の薄膜が350℃という低温において
得られる。 ６．作成薄膜の屈折率は単結晶の値に近く、レーザー光
による光伝搬も行える。 ７．パターング技術と組み合わせれば３次元光導波路の
作成も容易である。
おいては １．エタノール系のコーティング溶液を用いる場合と異
なり大気中での取り扱いができる。 ２．作成薄膜は均質であり組成ずれが無い。 ３．完全にエトキシ基を加水分解除去後に水溶液にする
ので、作成薄膜における炭素化合物の残留が極めて少な
い。 ４．作成ゲル膜は水溶性であるので作成、除去が容易で
ある。 ５．強い優先配向したクラックやポアなどの欠陥のない
均質で平滑な結晶性の薄膜が350℃という低温において
得られる。 ６．作成薄膜の屈折率は単結晶の値に近く、レーザー光
による光伝搬も行える。 ７．パターング技術と組み合わせれば３次元光導波路の
作成も容易である。
【図１】薄膜合成のフローチャート
【図２】1H FT-NMR測定結果
【図３】溶液濃度と膜厚の関係
【図４】サファイアC基板上に異なった温度により加熱
処理して得たLiNbO3薄膜のXRD測定結果
処理して得たLiNbO3薄膜のXRD測定結果
【図５】Tiを５mol%固溶させた場合のLiNbO3薄膜のXRD
測定結果
測定結果
【図６】サファイアC,A,R基板上に作成したLiNbO3薄膜
のXRD測定結果
のXRD測定結果
【図７】サファイアC,A,R基板上に350℃で加熱処理して
得た薄膜の表面及び断面のSEM写真
得た薄膜の表面及び断面のSEM写真
【図８】ESCA分析による深さ方向の組成分析結果
【図９】LiNbO3薄膜導波路における導波光の観察
【図１０】パターニング技術を用いた水系前駆体溶液か
らの３次元光導波路の作成法
らの３次元光導波路の作成法
【図１１】作成した３次元光導波路のSEM写真
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 図９にレーザー光による導波光の観察方
法を示した。サファイアC基板上に350℃で加熱処理して
作成したLiNbO3薄膜導波路上にルチルのプリズムを密着
させ、プリズムの斜面に対して垂直方向から10度の角度
をなす方向よりHe-Ne（ヘリウムーネオン）レーザー光
を入射させて薄膜中での導波光の観察を行った。A方向
からの観察結果を図１２（写真A）に示したが、１cm程
度の導波光が見えている。一方B方向からの観察結果は
図１２（写真B）に示した様に導波光が薄膜部分に局在
しているのがわかる。このように作成薄膜導波路におい
てレーザー光を伝搬させることのできることがわかっ
た。
法を示した。サファイアC基板上に350℃で加熱処理して
作成したLiNbO3薄膜導波路上にルチルのプリズムを密着
させ、プリズムの斜面に対して垂直方向から10度の角度
をなす方向よりHe-Ne（ヘリウムーネオン）レーザー光
を入射させて薄膜中での導波光の観察を行った。A方向
からの観察結果を図１２（写真A）に示したが、１cm程
度の導波光が見えている。一方B方向からの観察結果は
図１２（写真B）に示した様に導波光が薄膜部分に局在
しているのがわかる。このように作成薄膜導波路におい
てレーザー光を伝搬させることのできることがわかっ
た。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】 薄膜合成のフローチャート。
【図２】 1H FT-NMR測定結果。
【図３】 溶液濃度と膜厚の関係。
【図４】 サファイアC基板上に異なった温度により加
熱処理して得たLiNbO3薄膜のXRD測定結果。
熱処理して得たLiNbO3薄膜のXRD測定結果。
【図５】 Tiを５mol%固溶させた場合のLiNbO3薄膜のXR
D測定結果。
D測定結果。
【図６】 サファイアC,A,R基板上に作成したLiNbO3薄
膜のXRD測定結果。
膜のXRD測定結果。
【図７】 サファイアC,A,R基板上に350℃で加熱処理し
て得た薄膜の表面及び断面のSEM写真。（a）サファイア
C基板上、（b）サファイアA基板上、（c）サファイアR
基板上。
て得た薄膜の表面及び断面のSEM写真。（a）サファイア
C基板上、（b）サファイアA基板上、（c）サファイアR
基板上。
【図８】 ESCA分析による深さ方向の組成分析結果。
【図９】 LiNbO3薄膜導波路における導波光の観察方
法。
法。
【図１０】 パターニング技術を用いた水系前駆体溶液
からの３次元光導波路の作成法。
からの３次元光導波路の作成法。
【図１１】 作成した３次元光導波路のSEM写真。
【図１２】 LiNbO3薄膜導波路における導波光の観察結
果。
果。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
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 Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０５ Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｍ
Claims (5)
- 【請求項１】等モル量のリチウムエトキシドとニオブエ
トキシドを無水エタノール中で還流することにより複合
アルコキシド溶液を調製する第１工程、前記複合アルコ
キシド溶液に脱炭酸水を加えて還流する第２工程、第２
工程で得られた沈殿物を脱炭酸水に溶解させて水系前駆
体溶液を調製する第３工程、前記水系前駆体溶液を基板
上に塗布してゲル薄膜を作成し、さらに200℃〜600℃で
加熱処理する第４工程からなるニオブ酸リチウム薄膜の
作成方法。 - 【請求項２】請求項１に記載のニオブ酸リチウム薄膜の
作成方法においてニオブエトキシドの一部をチタンエト
キシドで置換して複合アルコキシド溶液を調製すること
によって、チタン固溶のニオブ酸リチウム薄膜を作成す
る方法。 - 【請求項３】請求項１に記載のニオブ酸リチウム薄膜の
作成方法において前記第４工程での加熱処理温度を調整
することでニオブ酸リチウム薄膜の屈折率を調整するこ
とを特徴とするニオブ酸リチウム薄膜の作成方法。 - 【請求項４】請求項１に記載のニオブ酸リチウム薄膜の
作成方法において前記第４工程での加熱処理温度を基板
上の場所によって異ならせることによって、屈折率が場
所によって変化するニオブ酸リチウム薄膜を作成する方
法。 - 【請求項５】請求項２に記載のニオブ酸リチウム薄膜の
作成方法において、前記基板上に塗布する水系前駆体溶
液のチタン含有量を基板上の場所によって異ならせるこ
とによって、屈折率が場所によって変化するニオブ酸リ
チウム薄膜を作成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26954695A JP3188615B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 水系前駆体溶液からのニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチウム薄膜の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26954695A JP3188615B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 水系前駆体溶液からのニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチウム薄膜の作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0986931A true JPH0986931A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3188615B2 JP3188615B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=17473893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26954695A Expired - Fee Related JP3188615B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 水系前駆体溶液からのニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチウム薄膜の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188615B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002180014A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Ngk Insulators Ltd | 接着体の製造方法、接着体および接着剤 |
| US10305096B2 (en) | 2011-06-01 | 2019-05-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing electrode active material and electrode active material |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4008362B2 (ja) * | 2003-02-12 | 2007-11-14 | 富士フイルム株式会社 | 表面電位測定装置 |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP26954695A patent/JP3188615B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002180014A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Ngk Insulators Ltd | 接着体の製造方法、接着体および接着剤 |
| US6824897B2 (en) | 2000-12-12 | 2004-11-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for producing bonded articles, bonded articles and bonding agents |
| EP1215255A3 (en) * | 2000-12-12 | 2005-03-16 | Ngk Insulators, Ltd. | A method for producing bonded articles, bonded articles and bonding agents |
| US10305096B2 (en) | 2011-06-01 | 2019-05-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing electrode active material and electrode active material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3188615B2 (ja) | 2001-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1761462B1 (en) | Method of synthesizing hybrid metal oxide materials and applications thereof | |
| AU737747B2 (en) | An inorganic polymer material based on tantalum oxide, notably with a high refractive index, mechanically resistant to abrasion, its method of manufacture, and optical material including this material | |
| US6180188B1 (en) | Method for preparing a multilayer optical material with crosslinking-densifying by ultraviolet radiation | |
| DE3828137A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines ueberzugsfilms aus titan enthaltendem oxid unter verwendung einer alkoxidloesung | |
| Ono et al. | Patterning of lithium niobate thin films derived from aqueous solution | |
| Nashimoto et al. | Control of Crystallinity in Sol-Gel Derived Epitaxial L i N b O 3 Thin Films on Sapphire | |
| JP3188615B2 (ja) | 水系前駆体溶液からのニオブ酸リチウム薄膜及びチタン固溶ニオブ酸リチウム薄膜の作成方法 | |
| TWI821155B (zh) | 偏光子 | |
| EP1420274B1 (en) | Method of manufacturing a diffraction grating | |
| Fabes et al. | Laser processing of channel waveguide structures in sol-gel coatings | |
| US6235260B1 (en) | Method for producing In2O3—SnO2 precursor sol | |
| Tohge et al. | Characteristics of diffraction gratings fabricated by the two-beam interference method using photosensitive hybrid gel films | |
| CN114690316B (zh) | 一种用于量子通信中波导的刻蚀工艺方法 | |
| JP2000016812A (ja) | 金属酸化物膜の製造方法 | |
| Plenet et al. | Densification of sol–gel TiO2 very thin films studied by SPR measurements | |
| US20030031958A1 (en) | Photosensitive composition and process for producing articles covered with a patterned film | |
| EP4430009A1 (en) | Patterned low melting glass (lmg) photonic film surfaces by wet-etch photolithography | |
| JPH0778508A (ja) | 配向性強誘電体薄膜素子の作製方法 | |
| JPH09145907A (ja) | 回折格子の製造方法 | |
| JPS5947281B2 (ja) | 光導波回路の製造方法 | |
| JP3007922B2 (ja) | セラミックス微細パターンの製造方法 | |
| JPH08169800A (ja) | ＢａＴｉＯ３配向膜の製造方法 | |
| JP2003015277A (ja) | 感光性組成物およびパターン膜被覆物品の製造方法 | |
| Tohge et al. | Formation of photosensitive alumina-based gel films and their application to fine patterning | |
| JP3350711B2 (ja) | 回折格子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |