JPS5973490A - 結晶製造方法 - Google Patents
結晶製造方法Info
- Publication number
- JPS5973490A JPS5973490A JP57183959A JP18395982A JPS5973490A JP S5973490 A JPS5973490 A JP S5973490A JP 57183959 A JP57183959 A JP 57183959A JP 18395982 A JP18395982 A JP 18395982A JP S5973490 A JPS5973490 A JP S5973490A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- concave mirror
- crystal
- crystal manufacturing
- glass
- 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
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/005—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method by irradiation or electric discharge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/121—Coherent waves, e.g. laser beams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0605—Composition of the material to be processed
- B01J2203/061—Graphite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/065—Composition of the material produced
- B01J2203/0655—Diamond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (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。
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
本発明は結晶製造方法に関するものであり、結晶体を人
工的に製造する場合に、超高温、高圧条件を必要とする
ような物質２例えば、ダイヤモンド等の宝石や金属結晶
等を低コストに製造する方法を提供するものである。
工的に製造する場合に、超高温、高圧条件を必要とする
ような物質２例えば、ダイヤモンド等の宝石や金属結晶
等を低コストに製造する方法を提供するものである。
従来例の構成と問題点
本発明者が以前特願昭５７−６３７４４号にて提案した
外包材料及びレーザーを用いた結晶製造方法では、第１
図に示すように結晶原材料１を包むように外包材料２と
なる透明材料の球体（（例えば石英やガラス等））に封
入し、外部よシ集光したレーザー光３を照射し、核とな
って結晶原材料１を主として加熱、溶融させて、冷却後
、外包材料を除去して結晶を取り出す方法が用いられて
いたが、この方法では結晶原材料１を高温にすればする
和結晶原材料より熱′ａ４として放出される輻射エネル
ギーが大きくなる。すなわち、エネルギーロスが大きく
なる欠点があった。
外包材料及びレーザーを用いた結晶製造方法では、第１
図に示すように結晶原材料１を包むように外包材料２と
なる透明材料の球体（（例えば石英やガラス等））に封
入し、外部よシ集光したレーザー光３を照射し、核とな
って結晶原材料１を主として加熱、溶融させて、冷却後
、外包材料を除去して結晶を取り出す方法が用いられて
いたが、この方法では結晶原材料１を高温にすればする
和結晶原材料より熱′ａ４として放出される輻射エネル
ギーが大きくなる。すなわち、エネルギーロスが大きく
なる欠点があった。
例えば、ダイヤモンドを製造する場合には、触媒を用い
ない場合、３０万気圧、３００００に程度の条件を必要
とするが、グラフアイ）１０ｇを結晶原材料として用い
た場合、パワー約１０ＫＷのＹＡＧレーザーを必要とし
た。これは、３００００にともなると、熱輻射が、４６
０ Ｖ’ｉ ／ ｅｔｌにもなるためである。つまり、
レーザー照射の大部分は、結晶原材料よシ放出される輻
射熱としてむだになってしまっていた。
ない場合、３０万気圧、３００００に程度の条件を必要
とするが、グラフアイ）１０ｇを結晶原材料として用い
た場合、パワー約１０ＫＷのＹＡＧレーザーを必要とし
た。これは、３００００にともなると、熱輻射が、４６
０ Ｖ’ｉ ／ ｅｔｌにもなるためである。つまり、
レーザー照射の大部分は、結晶原材料よシ放出される輻
射熱としてむだになってしまっていた。
発明の目的
以上述べて来た先に提案した方法の欠点に鑑み、本発明
の目的は、結晶原材料加熱時の輻射によるエネルギーロ
スヲ少くシ、低パワーのレーザーで高効率に結晶原材料
を溶融することを目的とする。
の目的は、結晶原材料加熱時の輻射によるエネルギーロ
スヲ少くシ、低パワーのレーザーで高効率に結晶原材料
を溶融することを目的とする。
発明の構成
本発明は、人造結晶を製造する方法であり、あらかじめ
、結晶原材料および前記結晶原材料を包囲する光学的に
透明な外包材料よシなる球体を、所定の間隔で窓を設け
た凹面鏡で包囲し、前記窓よりレーザー光を照射するこ
とにより、加熱昇温された結晶原材料から輻射熱として
放出される熱線を、再び凹面鏡で集光して結晶原料を照
射すること、さらに好ましくは前記凹面鏡と外包材料の
間隙に冷却ガスを流すことにより、外包材料表面及び凹
面鏡の昇温を防止することを特徴とするものである。
、結晶原材料および前記結晶原材料を包囲する光学的に
透明な外包材料よシなる球体を、所定の間隔で窓を設け
た凹面鏡で包囲し、前記窓よりレーザー光を照射するこ
とにより、加熱昇温された結晶原材料から輻射熱として
放出される熱線を、再び凹面鏡で集光して結晶原料を照
射すること、さらに好ましくは前記凹面鏡と外包材料の
間隙に冷却ガスを流すことにより、外包材料表面及び凹
面鏡の昇温を防止することを特徴とするものである。
実施例の説明
以下、実施例を第２図を用いて詳細に説明する。
あらかじめ、結晶原材料１を包囲するように、ガラス等
の透明物質よシなる外包材料２で封入された球体を、所
定の間隔で窓６を設けた凹面鏡６で包み込み、窓５よシ
レーブー光３を照射し、核となってｂる結晶原材料を加
熱溶融させた。このとき、結晶原材料１の昇温に供い、
球体外部へ熱線４として放出される輻射熱は、前記凹面
鏡で大部分内部に向って反射され、再び結晶原材料に集
光された０従って、本発明の方法を用いると、球体外部
へ放出されるエネルギーロスがほとんど無いため、レー
ザー光のパワーを大幅に削減できた０次にレーザー光の
照射を停止し、冷却すると、原材料は、高温、高圧下で
除去されることになり、ダイヤモンドの結晶が形成され
る。なお、このとき、外包材料は、熱線をほとんで吸収
せず、主として昇温された結晶原材料との接触による熱
伝導で昇温する程度であり、短時間（数分間）の場合に
は、外面はほと昇温しなかった０また、凹面鏡は熱線を
ほとんど反射するため、これまた、あまり昇温すること
がなかった。なお、長時間のレーザー照射を必要とする
場合には、どうしても外包体材料表面及び凹面鏡も昇温
してくるので、その場合には、外包体材料と凹面鏡の間
隙に冷却ガスを流すことにより、昇温を防止することが
できた。
の透明物質よシなる外包材料２で封入された球体を、所
定の間隔で窓６を設けた凹面鏡６で包み込み、窓５よシ
レーブー光３を照射し、核となってｂる結晶原材料を加
熱溶融させた。このとき、結晶原材料１の昇温に供い、
球体外部へ熱線４として放出される輻射熱は、前記凹面
鏡で大部分内部に向って反射され、再び結晶原材料に集
光された０従って、本発明の方法を用いると、球体外部
へ放出されるエネルギーロスがほとんど無いため、レー
ザー光のパワーを大幅に削減できた０次にレーザー光の
照射を停止し、冷却すると、原材料は、高温、高圧下で
除去されることになり、ダイヤモンドの結晶が形成され
る。なお、このとき、外包材料は、熱線をほとんで吸収
せず、主として昇温された結晶原材料との接触による熱
伝導で昇温する程度であり、短時間（数分間）の場合に
は、外面はほと昇温しなかった０また、凹面鏡は熱線を
ほとんど反射するため、これまた、あまり昇温すること
がなかった。なお、長時間のレーザー照射を必要とする
場合には、どうしても外包体材料表面及び凹面鏡も昇温
してくるので、その場合には、外包体材料と凹面鏡の間
隙に冷却ガスを流すことにより、昇温を防止することが
できた。
例えば、ダイヤモンドを製造する場合には、触媒を用い
ない場合、３０万気圧、３０００°に程度の条件を必要
とするが、まず、原材料１として球状に加圧成形したグ
ラフアイ）１０ｑを粉末ガラスで被覆し、全体を加熱し
て外包材料となる前記ガラス粉末を溶融・硬化して、内
部にグラファイトを核とする透明ガラス球体を形成した
。あるいはあらかじめ、溶融したガラス中にグラファイ
トを挿入して、除冷硬化させても良い。なお、このとき
、グラファイト核の直径はおよそ２ｃｍとなるので、透
明ガラスよりなる外包体の直径を２０ｃｍ以上にした。
ない場合、３０万気圧、３０００°に程度の条件を必要
とするが、まず、原材料１として球状に加圧成形したグ
ラフアイ）１０ｑを粉末ガラスで被覆し、全体を加熱し
て外包材料となる前記ガラス粉末を溶融・硬化して、内
部にグラファイトを核とする透明ガラス球体を形成した
。あるいはあらかじめ、溶融したガラス中にグラファイ
トを挿入して、除冷硬化させても良い。なお、このとき
、グラファイト核の直径はおよそ２ｃｍとなるので、透
明ガラスよりなる外包体の直径を２０ｃｍ以上にした。
次に、この球体に凹面鏡をかぶせ、窓よりパワー１〜２
ＫＷのＹＡＧレーザーを照射すると、数十秒でグラフフ
ィトは３０００’Ｃ以上になり、溶融された。なお、こ
のとき、外包材料はガラスでできており、熱伝導が悪く
、数分程度では球体外部は熱膨張は生じず、その結果グ
ラファイトは高温、高圧で保持されることになる。また
、外包体のガラスも破損しなかった。これは、グラファ
イト直径２ｃｍに対し、ガラス直径を２０（７）以上（
（約１０倍））にしたため、内部圧が６０万気圧になっ
ても、ガラス表面にかかる圧力は、６０００気圧程度と
なり、ガラスのヤング率６〜８Ｘ １０３Ｋｙ／ｃｒＩ
を考慮すると、ガラスが破壊されることはなかった
ことがわかる。その後、レーザー照射を停止して、冷却
すれば、球体は外部より冷却され溶融結晶原材料は高圧
に保持された状態で冷却された結果、ダイヤモンド結晶
が得られる。
ＫＷのＹＡＧレーザーを照射すると、数十秒でグラフフ
ィトは３０００’Ｃ以上になり、溶融された。なお、こ
のとき、外包材料はガラスでできており、熱伝導が悪く
、数分程度では球体外部は熱膨張は生じず、その結果グ
ラファイトは高温、高圧で保持されることになる。また
、外包体のガラスも破損しなかった。これは、グラファ
イト直径２ｃｍに対し、ガラス直径を２０（７）以上（
（約１０倍））にしたため、内部圧が６０万気圧になっ
ても、ガラス表面にかかる圧力は、６０００気圧程度と
なり、ガラスのヤング率６〜８Ｘ １０３Ｋｙ／ｃｒＩ
を考慮すると、ガラスが破壊されることはなかった
ことがわかる。その後、レーザー照射を停止して、冷却
すれば、球体は外部より冷却され溶融結晶原材料は高圧
に保持された状態で冷却された結果、ダイヤモンド結晶
が得られる。
なお、本実施例では、レーザー光３を２方向から照射し
ている図を示したが、これは一方向からでも良いし、も
っと多くのレーザー光を照射しても良いことは明らかで
ある。
ている図を示したが、これは一方向からでも良いし、も
っと多くのレーザー光を照射しても良いことは明らかで
ある。
発明の効果
本発明の方法を用いることによシ、結晶の製造における
エネルギーロスを大幅に低減できるので、レーザーを小
型化でき、エネルギー効率を向上することかできる。ま
た、レーザー照射時間を長くする必要がある場合でも、
外包材料表面及び凹面鏡を容易に冷却することができる
。
エネルギーロスを大幅に低減できるので、レーザーを小
型化でき、エネルギー効率を向上することかできる。ま
た、レーザー照射時間を長くする必要がある場合でも、
外包材料表面及び凹面鏡を容易に冷却することができる
。
第１図は本発明者が以前提案したレーザーを用いた結晶
製造方法を説明するだめの概略図、第２図は本発明の一
実施例にかかる窓付き凹面鏡を用いた結晶製造方法を説
明するための概略断面構成図である。 １・・・・・・結晶原材料、２・・・・・・外包材材料
、計・・・・・レーザー、４・・・・・・熱線、６・・
・・・・窓、６・・・・・凹面鏡代理人の氏名 弁理士
中 尾 敏 男 ほか１名第 １ ＠
製造方法を説明するだめの概略図、第２図は本発明の一
実施例にかかる窓付き凹面鏡を用いた結晶製造方法を説
明するための概略断面構成図である。 １・・・・・・結晶原材料、２・・・・・・外包材材料
、計・・・・・レーザー、４・・・・・・熱線、６・・
・・・・窓、６・・・・・凹面鏡代理人の氏名 弁理士
中 尾 敏 男 ほか１名第 １ ＠
Claims (2)
- （１）結晶原材料および前記結晶原材料を包囲する光学
的に透明な外包材料よりなる球体を、所定の間隔で窓を
設けた凹面鏡で包囲し、前記窓よりレーザー光を照射し
て、前記結晶原材料を加熱、溶融、冷却することを特徴
とした結晶製造方法。 - （２）凹面鏡と外包材料の間隙に冷却ガスを流すことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の結晶製造方法
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183959A JPS5973490A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 結晶製造方法 |
| DE8383302154T DE3364653D1 (en) | 1982-04-15 | 1983-04-15 | Method for producing crystals |
| EP83302154A EP0092405B1 (en) | 1982-04-15 | 1983-04-15 | Method for producing crystals |
| US06/485,506 US4522680A (en) | 1982-04-15 | 1983-04-15 | Method for producing crystals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183959A JPS5973490A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 結晶製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5973490A true JPS5973490A (ja) | 1984-04-25 |
| JPH0135798B2 JPH0135798B2 (ja) | 1989-07-27 |
Family
ID=16144808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57183959A Granted JPS5973490A (ja) | 1982-04-15 | 1982-10-19 | 結晶製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5973490A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623095A (ja) * | 1985-06-07 | 1987-01-09 | モリソン・パンプス・エスエイ・（プロプライアタリ−）・リミテツド | 結晶生長法 |
| JPH01294599A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-28 | Honda Motor Co Ltd | ダイヤモンドの合成法 |
| JPH0255212A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-02-23 | Mitsubishi Metal Corp | 人工ダイヤモンド粉末の製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511605A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-26 | Tamura Electric Works Ltd | Regeneration system for intermediate gradation |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP57183959A patent/JPS5973490A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511605A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-26 | Tamura Electric Works Ltd | Regeneration system for intermediate gradation |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623095A (ja) * | 1985-06-07 | 1987-01-09 | モリソン・パンプス・エスエイ・（プロプライアタリ−）・リミテツド | 結晶生長法 |
| JPH01294599A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-28 | Honda Motor Co Ltd | ダイヤモンドの合成法 |
| JPH0255212A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-02-23 | Mitsubishi Metal Corp | 人工ダイヤモンド粉末の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0135798B2 (ja) | 1989-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS58223320A (ja) | 不純物拡散方法 | |
| US4659422A (en) | Process for producing monocrystalline layer on insulator | |
| CN103038862A (zh) | 激光退火方法及其装置 | |
| US4547256A (en) | Method for thermally treating a semiconductor substrate | |
| JPS5973490A (ja) | 結晶製造方法 | |
| EP0092405B1 (en) | Method for producing crystals | |
| JPH07187890A (ja) | レーザーアニーリング方法 | |
| JPH06291034A (ja) | 薄膜の熱処理方法 | |
| JP2550344B2 (ja) | 赤外線加熱単結晶製造装置 | |
| JPH0521339A (ja) | 薄膜半導体装置とその製法 | |
| US4257824A (en) | Photo-induced temperature gradient zone melting | |
| JPH0541557A (ja) | レーザ用結晶温度安定化装置 | |
| KR910007070A (ko) | 수지상 실리콘 웨브의 전위부 발생 억제방법 | |
| JP2558659B2 (ja) | 赤外線加熱単結晶製造装置 | |
| US3715684A (en) | Window for a laser tube end piece | |
| JP2004047428A (ja) | リードスイッチのスイッチ間隙調整方法 | |
| US4410471A (en) | Ribbon-to-ribbon conversion with shaped molten zone | |
| SU1403941A1 (ru) | Способ изготовлени кюветы преобразовател лазерного излучени | |
| JPH03286519A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07315979A (ja) | 赤外線加熱単結晶製造装置 | |
| JPS6348139Y2 (ja) | ||
| JPH0210302A (ja) | 単結晶赤外ファイバ製造法 | |
| KR920002612B1 (ko) | 자기헤드 및 그 제조방법 | |
| JPS6170713A (ja) | シリコン膜再結晶化方法 | |
| JPS6170714A (ja) | シリコン膜再結晶化方法 |