JPH1053491A - ＰｒＦ３単結晶薄膜の成膜方法 - Google Patents
ＰｒＦ３単結晶薄膜の成膜方法Info
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- JPH1053491A JPH1053491A JP21119596A JP21119596A JPH1053491A JP H1053491 A JPH1053491 A JP H1053491A JP 21119596 A JP21119596 A JP 21119596A JP 21119596 A JP21119596 A JP 21119596A JP H1053491 A JPH1053491 A JP H1053491A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来成膜例のないＰｒＦ3 単結晶薄膜をＭＢ
Ｅ法により膜成長させて、結晶性の良好なＰｒＦ3 単結
晶薄膜を得る。 【解決手段】 ＰｒＦ3 を蒸発セル又は電子ビームによ
り加熱蒸発させて、ＬａＦ3 （０００１）基板又はアル
カリ土類金属フッ化物（１１１）基板３上にＰｒＦ3 単
結晶薄膜を成膜させる。基板温度は２００〜８５０℃、
ＰｒＦ3 の蒸気圧は５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔ
ｏｒｒの範囲で膜成長させる。 【効果】 基板上に、結晶性の良いＰｒＦ3 単結晶薄膜
を成膜することができ、フッ化物結晶系ヘテロ多層構造
よりなる新規高性能光機能材料開発における大きな進展
が図れる。
Ｅ法により膜成長させて、結晶性の良好なＰｒＦ3 単結
晶薄膜を得る。 【解決手段】 ＰｒＦ3 を蒸発セル又は電子ビームによ
り加熱蒸発させて、ＬａＦ3 （０００１）基板又はアル
カリ土類金属フッ化物（１１１）基板３上にＰｒＦ3 単
結晶薄膜を成膜させる。基板温度は２００〜８５０℃、
ＰｒＦ3 の蒸気圧は５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔ
ｏｒｒの範囲で膜成長させる。 【効果】 基板上に、結晶性の良いＰｒＦ3 単結晶薄膜
を成膜することができ、フッ化物結晶系ヘテロ多層構造
よりなる新規高性能光機能材料開発における大きな進展
が図れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＰｒＦ3 （フッ化プ
ラセオジム）単結晶薄膜の成膜方法に係り、特に分子線
エピタキシー法によりＬａＦ3 （０００１）基板又はア
ルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上にＰｒＦ3 単
結晶薄膜を膜成長させることにより高品質なＰｒＦ3 単
結晶薄膜を成膜する方法に関する。
ラセオジム）単結晶薄膜の成膜方法に係り、特に分子線
エピタキシー法によりＬａＦ3 （０００１）基板又はア
ルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上にＰｒＦ3 単
結晶薄膜を膜成長させることにより高品質なＰｒＦ3 単
結晶薄膜を成膜する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ結晶材料としては、ＹＡＧ
等の酸化物系レーザ結晶が開発されているが、最近にな
ってフッ化物系レーザ結晶についての開発も進められる
ようになった。
等の酸化物系レーザ結晶が開発されているが、最近にな
ってフッ化物系レーザ結晶についての開発も進められる
ようになった。
【０００３】また、フッ化物系単結晶薄膜については各
種光機能性材料としての開発も試みられており、これま
で、ＣａＦ2 単結晶薄膜の成膜については、いくつか報
告がなされている。例えば、Appl.phys.lett.62(21)(24
May 1993) P2616〜2618では、分子線エピタキシー（Ｍ
ＢＥ：Molecular Beam Epitaxy) 法により、ＣａＦ2基
板上にＥｒドープＣａＦ2 単結晶薄膜を成膜することが
記載されている。
種光機能性材料としての開発も試みられており、これま
で、ＣａＦ2 単結晶薄膜の成膜については、いくつか報
告がなされている。例えば、Appl.phys.lett.62(21)(24
May 1993) P2616〜2618では、分子線エピタキシー（Ｍ
ＢＥ：Molecular Beam Epitaxy) 法により、ＣａＦ2基
板上にＥｒドープＣａＦ2 単結晶薄膜を成膜することが
記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいて、ＰｒＦ3 の単結晶薄膜の成膜は行われていな
い。ＰｒＦ3 単結晶薄膜の成膜が可能であるならば、従
来、ＣａＦ2 ベースで検討されていたフッ化物系結晶材
料を希土類元素を構成元素とする材料系に広げることが
でき、アップコンバージョンの高効率化を図る上で大き
な進展が得られるものと考えられる。
おいて、ＰｒＦ3 の単結晶薄膜の成膜は行われていな
い。ＰｒＦ3 単結晶薄膜の成膜が可能であるならば、従
来、ＣａＦ2 ベースで検討されていたフッ化物系結晶材
料を希土類元素を構成元素とする材料系に広げることが
でき、アップコンバージョンの高効率化を図る上で大き
な進展が得られるものと考えられる。
【０００５】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであり、従来成膜例のないＰｒＦ3 単結晶薄膜をＭ
ＢＥ法により膜成長させることにより、結晶性の良好な
ＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜する方法を提供することを目
的とする。
ものであり、従来成膜例のないＰｒＦ3 単結晶薄膜をＭ
ＢＥ法により膜成長させることにより、結晶性の良好な
ＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜する方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＰｒＦ3 単結晶
薄膜の成膜方法は、ＰｒＦ3 を蒸発セル又は電子ビーム
により加熱蒸発させて、ＬａＦ3 （０００１）基板又は
アルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上にＰｒＦ3
単結晶薄膜を成膜させる方法であって、該基板温度を２
００〜８５０℃、ＰｒＦ3 の蒸気圧を５．０×１０-8〜
１．０×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で膜成長させることを特
徴とする。
薄膜の成膜方法は、ＰｒＦ3 を蒸発セル又は電子ビーム
により加熱蒸発させて、ＬａＦ3 （０００１）基板又は
アルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上にＰｒＦ3
単結晶薄膜を成膜させる方法であって、該基板温度を２
００〜８５０℃、ＰｒＦ3 の蒸気圧を５．０×１０-8〜
１．０×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で膜成長させることを特
徴とする。
【０００７】基板加熱温度２００〜８５０℃，ＰｒＦ3
蒸気圧５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔｏｒｒの条件
下でＭＢＥ法によりＬａＦ3 （０００１）基板又はアル
カリ土類金属フッ化物（１１１）基板上に膜成長させる
ことにより、結晶性の良いＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜す
ることができる。
蒸気圧５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔｏｒｒの条件
下でＭＢＥ法によりＬａＦ3 （０００１）基板又はアル
カリ土類金属フッ化物（１１１）基板上に膜成長させる
ことにより、結晶性の良いＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜す
ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００９】図１は、本発明のＰｒＦ3 単結晶薄膜の成
膜方法の実施に好適な成膜装置を示す模式図である。
膜方法の実施に好適な成膜装置を示す模式図である。
【００１０】図中、１は真空チャンバーであり、内部に
加熱ヒータ２，メインシャッター４，シャッター５を有
する蒸発セル（クヌーセンセル）６及び冷却用の液体窒
素の供給系７を有する。
加熱ヒータ２，メインシャッター４，シャッター５を有
する蒸発セル（クヌーセンセル）６及び冷却用の液体窒
素の供給系７を有する。
【００１１】ＰｒＦ3 単結晶薄膜の成膜に当っては、加
熱ヒータ２上にＬａＦ3 （０００１）基板又はアルカリ
土類金属フッ化物（１１１）基板３を載置すると共に、
蒸発セル６内に所定量のＰｒＦ3 の固体ソースを投入す
る。そして、加熱ヒータ２で該基板３を所定の温度に加
熱すると共に、蒸発セル６をヒータ加熱してＰｒＦ3を
蒸発させて真空チャンバー１内を所定のＰｒＦ3 蒸気圧
とする。その後、蒸発セル６のシャッター５及びメイン
シャッター４を開けて該基板３上にＰｒＦ3 の単結晶薄
膜を成長させる。
熱ヒータ２上にＬａＦ3 （０００１）基板又はアルカリ
土類金属フッ化物（１１１）基板３を載置すると共に、
蒸発セル６内に所定量のＰｒＦ3 の固体ソースを投入す
る。そして、加熱ヒータ２で該基板３を所定の温度に加
熱すると共に、蒸発セル６をヒータ加熱してＰｒＦ3を
蒸発させて真空チャンバー１内を所定のＰｒＦ3 蒸気圧
とする。その後、蒸発セル６のシャッター５及びメイン
シャッター４を開けて該基板３上にＰｒＦ3 の単結晶薄
膜を成長させる。
【００１２】なお、ＰｒＦ3 の蒸発は、蒸発セルによる
他、カーボン坩堝等の容器内のＰｒＦ3 固体ソースに電
子ビームを照射して加熱蒸発させるものであっても良
い。
他、カーボン坩堝等の容器内のＰｒＦ3 固体ソースに電
子ビームを照射して加熱蒸発させるものであっても良
い。
【００１３】本発明においては、成膜に当り、ＬａＦ3
（０００１）基板又はアルカリ土類金属フッ化物（１１
１）基板の加熱温度を２００〜８５０℃とし、ＰｒＦ3
の蒸気圧を５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔｏｒｒの
範囲とする。この基板温度及びＰｒＦ3 の蒸気圧の設定
条件は極めて重要であり、上記範囲をはずれる条件で
は、結晶性の良好なＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜すること
はできない。
（０００１）基板又はアルカリ土類金属フッ化物（１１
１）基板の加熱温度を２００〜８５０℃とし、ＰｒＦ3
の蒸気圧を５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔｏｒｒの
範囲とする。この基板温度及びＰｒＦ3 の蒸気圧の設定
条件は極めて重要であり、上記範囲をはずれる条件で
は、結晶性の良好なＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜すること
はできない。
【００１４】例えば、基板温度が２００℃未満では、ア
モルファス状となるか又は単結晶であっても結晶性の良
好な薄膜を形成し得ず、基板温度が８５０℃を超えると
単結晶であっても結晶性が悪くなる。また、ＰｒＦ3 蒸
気圧が５．０×１０-8ｔｏｒｒ未満でも、１．０×１０
-4ｔｏｒｒを超えても、結晶性の良好なＰｒＦ3 単結晶
薄膜の成膜は困難となる。
モルファス状となるか又は単結晶であっても結晶性の良
好な薄膜を形成し得ず、基板温度が８５０℃を超えると
単結晶であっても結晶性が悪くなる。また、ＰｒＦ3 蒸
気圧が５．０×１０-8ｔｏｒｒ未満でも、１．０×１０
-4ｔｏｒｒを超えても、結晶性の良好なＰｒＦ3 単結晶
薄膜の成膜は困難となる。
【００１５】このようにしてＬａＦ3 （０００１）基板
又はアルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上に成膜
されたＰｒＦ3 単結晶薄膜は、異種材料のフッ化物結晶
を積層したヘテロ多層構造よりなる新規高性能光機能材
料としての用途が大いに期待される。
又はアルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上に成膜
されたＰｒＦ3 単結晶薄膜は、異種材料のフッ化物結晶
を積層したヘテロ多層構造よりなる新規高性能光機能材
料としての用途が大いに期待される。
【００１６】なお、本発明において、アルカリ土類金属
フッ化物（１１１）基板としては、ＭｇＦ2 、Ｃａ
Ｆ2 、ＳｒＦ2 、ＢａＦ2 基板等を用いるのが好まし
い。
フッ化物（１１１）基板としては、ＭｇＦ2 、Ｃａ
Ｆ2 、ＳｒＦ2 、ＢａＦ2 基板等を用いるのが好まし
い。
【００１７】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
【００１８】実施例１〜５ 図１に示す装置を用いてＰｒＦ3 単結晶薄膜の成膜を行
った。
った。
【００１９】なお、基板としては下記のものを用いた。
【００２０】実施例１：ＬａＦ3 （０００１）基板 実施例２：ＭｇＦ2 （１１１）基板 実施例３：ＣａＦ2 （１１１）基板 実施例４：ＳｒＦ2 （１１１）基板 実施例５：ＢａＦ2 （１１１）基板 まず、真空チャンバー１内に、基板ホルダーにセットし
たＬａＦ3 （０００１）基板又はアルカリ土類金属フッ
化物（１１１）基板３を搬送し、加熱ヒータ２により該
基板３を６５０℃に加熱して基板表面を清浄状態にし
た。その後、基板３を表１〜５に示す温度に加熱した。
そして真空チャンバー１内が表１〜５に示すＰｒＦ3 蒸
気圧になるように、蒸発セル６内のＰｒＦ3 固体ソース
をヒータ加熱した。この状態で蒸発セル６のシャッター
５とメインシャッター４を開け、成膜を開始し、膜厚
０．１〜５．０μｍのＰｒＦ3 薄膜を形成した。
たＬａＦ3 （０００１）基板又はアルカリ土類金属フッ
化物（１１１）基板３を搬送し、加熱ヒータ２により該
基板３を６５０℃に加熱して基板表面を清浄状態にし
た。その後、基板３を表１〜５に示す温度に加熱した。
そして真空チャンバー１内が表１〜５に示すＰｒＦ3 蒸
気圧になるように、蒸発セル６内のＰｒＦ3 固体ソース
をヒータ加熱した。この状態で蒸発セル６のシャッター
５とメインシャッター４を開け、成膜を開始し、膜厚
０．１〜５．０μｍのＰｒＦ3 薄膜を形成した。
【００２１】得られたＰｒＦ3 薄膜について、反射高速
電子線回折（ＲＨＥＥＤ）により結晶の成長状態を調べ
ると共に、単結晶薄膜が得られたものについて、Ｘ線回
折により結晶性を調べ、結果を表１〜５に示した。な
お、結晶性は回折ピークの半値幅の狭いものを「良」、
該回折ピークの半値幅が比較的ブロードなものを「悪」
として評価した。
電子線回折（ＲＨＥＥＤ）により結晶の成長状態を調べ
ると共に、単結晶薄膜が得られたものについて、Ｘ線回
折により結晶性を調べ、結果を表１〜５に示した。な
お、結晶性は回折ピークの半値幅の狭いものを「良」、
該回折ピークの半値幅が比較的ブロードなものを「悪」
として評価した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】表１〜５より、基板温度２００〜８５０
℃，ＰｒＦ3 蒸気圧５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔ
ｏｒｒとする本発明のＭＢＥ成膜法によれば、結晶性の
良いＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜することができることが
明らかである。
℃，ＰｒＦ3 蒸気圧５．０×１０-8〜１．０×１０-4Ｔ
ｏｒｒとする本発明のＭＢＥ成膜法によれば、結晶性の
良いＰｒＦ3 単結晶薄膜を成膜することができることが
明らかである。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のＰｒＦ3 単
結晶薄膜の成膜方法によれば、ＬａＦ 3 （０００１）基
板又はアルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上に、
結晶性の良いＰｒＦ3 単結晶薄膜を効率的に成膜するこ
とができ、フッ化物結晶系ヘテロ多層構造よりなる新規
高性能光機能材料開発における大きな進展が図れる。
結晶薄膜の成膜方法によれば、ＬａＦ 3 （０００１）基
板又はアルカリ土類金属フッ化物（１１１）基板上に、
結晶性の良いＰｒＦ3 単結晶薄膜を効率的に成膜するこ
とができ、フッ化物結晶系ヘテロ多層構造よりなる新規
高性能光機能材料開発における大きな進展が図れる。
【図１】本発明のＰｒＦ3 単結晶薄膜の成膜方法の実施
に好適な成膜装置を示す模式図である。
に好適な成膜装置を示す模式図である。
１ 真空チャンバー ２ 加熱ヒータ ３ ＬａＦ3 （０００１）基板又はアルカリ土類金属フ
ッ化物（１１１）基板 ４ メインシャッター ５ シャッター ６ 蒸発セル
ッ化物（１１１）基板 ４ メインシャッター ５ シャッター ６ 蒸発セル
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/00 Ｇ０２Ｂ 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ＰｒＦ3 を蒸発セル又は電子ビームによ
り加熱蒸発させて、ＬａＦ3 （０００１）基板又はアル
カリ土類金属フッ化物（１１１）基板上にＰｒＦ3 単結
晶薄膜を成膜させる方法であって、該基板温度を２００
〜８５０℃、ＰｒＦ3 の蒸気圧を５．０×１０-8〜１．
０×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で膜成長させることを特徴と
するＰｒＦ3 単結晶薄膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21119596A JPH1053491A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | ＰｒＦ３単結晶薄膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21119596A JPH1053491A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | ＰｒＦ３単結晶薄膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053491A true JPH1053491A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16601957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21119596A Withdrawn JPH1053491A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | ＰｒＦ３単結晶薄膜の成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1053491A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005119952A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-05-12 | Hokushin Ind Inc | 放射線検出用フッ化物単結晶及び放射線検出器 |
| KR102000882B1 (ko) * | 2018-11-13 | 2019-10-01 | 포항공과대학교 산학협력단 | 고감도의 다결정 란탄 트리플루오라이드 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 고감도의 다결정 란탄 트리플루오라이드 박막 및 이를 포함하는 센서 |
| CN116024659A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-28 | 北京工业大学 | 一种六方相五氧化二钽单晶薄膜的制备方法 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP21119596A patent/JPH1053491A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005119952A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-05-12 | Hokushin Ind Inc | 放射線検出用フッ化物単結晶及び放射線検出器 |
| KR102000882B1 (ko) * | 2018-11-13 | 2019-10-01 | 포항공과대학교 산학협력단 | 고감도의 다결정 란탄 트리플루오라이드 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 고감도의 다결정 란탄 트리플루오라이드 박막 및 이를 포함하는 센서 |
| CN116024659A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-28 | 北京工业大学 | 一种六方相五氧化二钽单晶薄膜的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031104 |