JPS60155593A - クリソベリル単結晶の製造方法 - Google Patents
クリソベリル単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS60155593A JPS60155593A JP945984A JP945984A JPS60155593A JP S60155593 A JPS60155593 A JP S60155593A JP 945984 A JP945984 A JP 945984A JP 945984 A JP945984 A JP 945984A JP S60155593 A JPS60155593 A JP S60155593A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- chrysoberyl
- oxide
- iridium
- oxygen
- 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.)
- Pending
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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
-
- 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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
本発明は、レーザー発振用単結晶としであるいは装飾用
宝石として用いられるクリソベリル単結晶の製造方法に
関し、特に、高品質で大型のクリソベリル単結晶を製造
する方法に関す・る。
宝石として用いられるクリソベリル単結晶の製造方法に
関し、特に、高品質で大型のクリソベリル単結晶を製造
する方法に関す・る。
アレキサンドライト等のようなりリソベリル型構造（空
間群： Ｄ？Ａ、−ｐｌｆｌｂ ）を持つ単結晶は、従
来より、酸化アルミニウムと酸化ベリリウムを主成分と
し、これに酸化クロムや酸化第二鉄等の種々の不純物を
加えたものを原料として工業的に製造されている。ここ
で、不純物は、レーザー発振用としての特性調節のため
、または宝石としての色ｍｌｌｌ節のために添加する。
間群： Ｄ？Ａ、−ｐｌｆｌｂ ）を持つ単結晶は、従
来より、酸化アルミニウムと酸化ベリリウムを主成分と
し、これに酸化クロムや酸化第二鉄等の種々の不純物を
加えたものを原料として工業的に製造されている。ここ
で、不純物は、レーザー発振用としての特性調節のため
、または宝石としての色ｍｌｌｌ節のために添加する。
単結晶の製造方法としては、チョクラルスキー法、浮遊
帯域融解（ＦＺ）法、フラックス法またはベルヌーイ法
等種々の方法が知られているが、均質で大型の結晶を得
るには中でもチョクラルスキー法が適している。このチ
ョクラルスキー法においては、上記酸化アルミニウムお
よび酸化ベリリウムならびに所望に応じて酸化クロムや
酸化第二鉄等の適宜の不純物を混合してなる原料をイリ
ジウム製のるつぼ内に入れ、誘導加熱炉を使用する方法
等の公知の加熱方法を用いて所望の温度に加熱して溶融
し、原料が完全に溶融した後、種晶を溶融物の表面と接
触させ、次に、この種晶をゆっくりと回転させながら引
き上げることにより、種晶の下にクリソベリル単結晶を
育成させる。種晶としては製品クリソベリル単結晶とほ
ぼ同組成のものが好ましいが、例えばクリソベリルをイ
リジウムの針金で支持したもの等が用いられる。
帯域融解（ＦＺ）法、フラックス法またはベルヌーイ法
等種々の方法が知られているが、均質で大型の結晶を得
るには中でもチョクラルスキー法が適している。このチ
ョクラルスキー法においては、上記酸化アルミニウムお
よび酸化ベリリウムならびに所望に応じて酸化クロムや
酸化第二鉄等の適宜の不純物を混合してなる原料をイリ
ジウム製のるつぼ内に入れ、誘導加熱炉を使用する方法
等の公知の加熱方法を用いて所望の温度に加熱して溶融
し、原料が完全に溶融した後、種晶を溶融物の表面と接
触させ、次に、この種晶をゆっくりと回転させながら引
き上げることにより、種晶の下にクリソベリル単結晶を
育成させる。種晶としては製品クリソベリル単結晶とほ
ぼ同組成のものが好ましいが、例えばクリソベリルをイ
リジウムの針金で支持したもの等が用いられる。
このようなりリソベリル単結晶の製造には、クリソベリ
ルおよびその原料の融点が約１８１０℃と高いことおよ
び原料とるつぼとの反応性を考えるとイリジウムが最適
である。なお、より融点の低い他の酸化物の溶融および
単結晶育成の際に一般的に用いられる白金るつぼはクリ
ソベリルより融点が低いため、使用することができない
。
ルおよびその原料の融点が約１８１０℃と高いことおよ
び原料とるつぼとの反応性を考えるとイリジウムが最適
である。なお、より融点の低い他の酸化物の溶融および
単結晶育成の際に一般的に用いられる白金るつぼはクリ
ソベリルより融点が低いため、使用することができない
。
ところで、このような従来の方法によりクリソベリル単
結晶の製造する場合、結晶育成中に原料融液とるつぼ材
料のイリジウムとが反応し、これが生成単結晶中にとり
込まれて析出し、包有物が形成され、ひいては光学的に
完全な単結晶が得られないという不都合が生じる。つま
り、クリソベリル単結晶の育成中、原料融液とるつぼ材
料との反応のため生成単結晶中に数〜数十ミクロンの大
きさの三角あるいは六角板状のイリジウムが混入してし
まい、光学的用途例えばレーザー発振用単結晶として使
用する場合、大きな問題となっていた。
結晶の製造する場合、結晶育成中に原料融液とるつぼ材
料のイリジウムとが反応し、これが生成単結晶中にとり
込まれて析出し、包有物が形成され、ひいては光学的に
完全な単結晶が得られないという不都合が生じる。つま
り、クリソベリル単結晶の育成中、原料融液とるつぼ材
料との反応のため生成単結晶中に数〜数十ミクロンの大
きさの三角あるいは六角板状のイリジウムが混入してし
まい、光学的用途例えばレーザー発振用単結晶として使
用する場合、大きな問題となっていた。
本発明は、上記従来技術の欠点を解決するためになされ
たもので、光学的に完全性の高い大型のクリソベリル単
結晶を製造する方法を提供づ′ることを目的とする。
たもので、光学的に完全性の高い大型のクリソベリル単
結晶を製造する方法を提供づ′ることを目的とする。
本発明者らは、上記目的に沿って鋭意研究した結果、従
来はできるだけ少なくすべきであると考えられていた単
結晶育成過程における雰囲気中の酸素をむしろ意識的に
含有せしめることにより、上記目的が達成できることを
見出し本発明に到達した。
来はできるだけ少なくすべきであると考えられていた単
結晶育成過程における雰囲気中の酸素をむしろ意識的に
含有せしめることにより、上記目的が達成できることを
見出し本発明に到達した。
すなわち、本発明は、酸化アルミニウムおよび酸化ベリ
リウムを主成分とし、これに不純物を加えたものを原料
として用いるクリソベリル単結晶の製造方法において、
単結晶育成中の育成炉の雰囲気が不活性ガスと酸素の混
合ガスであることを特徴とする。
リウムを主成分とし、これに不純物を加えたものを原料
として用いるクリソベリル単結晶の製造方法において、
単結晶育成中の育成炉の雰囲気が不活性ガスと酸素の混
合ガスであることを特徴とする。
本発明においては、必須成分としての酸化アルミニウム
および酸化ベリリウムに、所望により不純物として酸化
第ニクロム、酸化第二鉄等を添加して原料とする。
および酸化ベリリウムに、所望により不純物として酸化
第ニクロム、酸化第二鉄等を添加して原料とする。
本発明においては、単結晶の製造方法として、チョクラ
ルスキー法、浮遊帯域融解（ＦＺ）法、フラックス法ま
たはベルヌーイ法等種々の方法が使用できるが、大型で
均一な結晶を得るには前述したように、チョクラルスキ
ー法が好ましく用いられる。
ルスキー法、浮遊帯域融解（ＦＺ）法、フラックス法ま
たはベルヌーイ法等種々の方法が使用できるが、大型で
均一な結晶を得るには前述したように、チョクラルスキ
ー法が好ましく用いられる。
本発明においては、単結晶の育成は、特定量の酸素と不
活性ガスを混合した雰囲気中で行なうことが必要である
。本発明者等の研究によると、前述のイリジウムの混入
現象の原因は、下記の経路によって行なわれるものと考
えられからであり、これらの反応は育成炉内の酸素分圧
を増せば抑制が可能で、しかも育成炉内の酸素４分圧に
逆比例して結晶内のイリジウムの混入が減少することが
判明した。
活性ガスを混合した雰囲気中で行なうことが必要である
。本発明者等の研究によると、前述のイリジウムの混入
現象の原因は、下記の経路によって行なわれるものと考
えられからであり、これらの反応は育成炉内の酸素分圧
を増せば抑制が可能で、しかも育成炉内の酸素４分圧に
逆比例して結晶内のイリジウムの混入が減少することが
判明した。
（るつぼ壁）
ＡＪ２０３＋Ｉｒ→ ＡＪ２０＋Ｉｒ０２Ｃ，ｒｚＯ３
＋Ｉｒ−＋ Ｃｒ２Ｏ＋Ｉｒ（結晶成長界面） ＡＪ２０＋Ｉｒ −＋ ＡＪｚ ０３ ＋Ｉｒ ０２Ｃ
ｒ２０＋ＩｒＯ２−＋ Ｃｒ２Ｏ３＋Ｉｒしかし、過剰
な酸素の炉内への導入は、イリジウムるつぼと酸素が反
応しるつぼの消耗が激しいため、酸素ガスの混合量は１
．０〜５．０容量％が好ましく、より好ましくは１．０
〜２．５容量％である。
＋Ｉｒ−＋ Ｃｒ２Ｏ＋Ｉｒ（結晶成長界面） ＡＪ２０＋Ｉｒ −＋ ＡＪｚ ０３ ＋Ｉｒ ０２Ｃ
ｒ２０＋ＩｒＯ２−＋ Ｃｒ２Ｏ３＋Ｉｒしかし、過剰
な酸素の炉内への導入は、イリジウムるつぼと酸素が反
応しるつぼの消耗が激しいため、酸素ガスの混合量は１
．０〜５．０容量％が好ましく、より好ましくは１．０
〜２．５容量％である。
酸素の混合量が１．０容量％より少ないと、イリジウム
の混入を抑制することができず、５．０容量％を越える
と、イリジウムるつぼの損傷が激しくなる。
の混入を抑制することができず、５．０容量％を越える
と、イリジウムるつぼの損傷が激しくなる。
以下、実施例および比較例に基づき本発明の詳細な説明
する。
する。
（比較例１〜２）
まず、酸化アルミニウム、酸化ベリリウムおよび酸化第
ニクロムを第１表に示す割合で混合し原料を調製した。
ニクロムを第１表に示す割合で混合し原料を調製した。
第 １ 表
単結晶育成は、高周波誘導加熱型チョクラルスキー類で
直径５０φのイリジウムるつぼを用いて行なった。また
、るつぼの底に取り付けた１ｒ−１ｒ（Ｒｈ ）熱電対
で温度を測定し、原料溶解までの昇温速度は２００℃／
ｈｒに調節し、結晶育成後は、融液の同化が確認される
までは５０℃／ ｈｒ、同化後は２００℃／ｈｒの降温
速度に調節しながら室温まで下げた。
直径５０φのイリジウムるつぼを用いて行なった。また
、るつぼの底に取り付けた１ｒ−１ｒ（Ｒｈ ）熱電対
で温度を測定し、原料溶解までの昇温速度は２００℃／
ｈｒに調節し、結晶育成後は、融液の同化が確認される
までは５０℃／ ｈｒ、同化後は２００℃／ｈｒの降温
速度に調節しながら室温まで下げた。
単結晶育成過程における結晶引上速度は１ｍｍ／Ｈｒ、
結晶の回転数は３０ｐｐｍとした。また、単結晶育成、
中の雰囲気としては、窯素だけを用いた場合（比較例１
）と、酸素を０．１容量％混合したガスを用いた場合（
比較例２）とで行なった。
結晶の回転数は３０ｐｐｍとした。また、単結晶育成、
中の雰囲気としては、窯素だけを用いた場合（比較例１
）と、酸素を０．１容量％混合したガスを用いた場合（
比較例２）とで行なった。
得られた単結晶について、透過暗視野顕微鏡により、イ
リジウムの混入程度を観察した結果、いずれの場合にも
、イリジウム混入が認められた。
リジウムの混入程度を観察した結果、いずれの場合にも
、イリジウム混入が認められた。
（実施例１〜２）
比較例と同じ原料を用い、単結晶育成炉中の雰囲気以外
は比較例と全く同様にしてクリソベリル単結晶を製造し
た。単結晶育成過程にお（プる育成炉中の雰囲気は、酸
素を１．５容量％混合したガスを用いた場合（実施例１
）と、酸素を５．０容量％混合したガスを用いた場合（
実施例２）で行なった。
は比較例と全く同様にしてクリソベリル単結晶を製造し
た。単結晶育成過程にお（プる育成炉中の雰囲気は、酸
素を１．５容量％混合したガスを用いた場合（実施例１
）と、酸素を５．０容量％混合したガスを用いた場合（
実施例２）で行なった。
得られた単結晶について、透過暗視野顕微鏡により、イ
リジウム混入程度を観察した結果、実施例１の場合は、
イリジウムの混入が全く認められなかったが、イリジウ
ムるつぼの損傷がかなり認められた。
リジウム混入程度を観察した結果、実施例１の場合は、
イリジウムの混入が全く認められなかったが、イリジウ
ムるつぼの損傷がかなり認められた。
以上説明した如く、本発明においては、育成炉中の雰囲
気ガスとして酸素を混合した不活性ガスを用いることに
より、全くイリジウムの混入しないクリソベリル単結晶
を製造することができる。
気ガスとして酸素を混合した不活性ガスを用いることに
より、全くイリジウムの混入しないクリソベリル単結晶
を製造することができる。
従って、本発明によれば、光学的に高品質で大型のクリ
ソベリルを製造することができる。
ソベリルを製造することができる。
特許出願人 三井金属鉱業株式会社
代理人 弁理士 伊東成層
代理人 弁理士 伊東哲也
手 続 補 正 書
昭和５９年１月２６日
特許庁長官 若 杉 和 夫 殿
２、発明の名称
クリソベリル単結晶の製造方法
３、補正をする者
事件との関係 特 許 出 願 入
居 所 東京都中央区日本橋室町二丁目１番地１名 称
（６１８）三井金属鉱業株式会社代表者 高島節男 ４、代理人〒１０５ 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目８番１号虎ノ門電気ビ
ル 電話（５０１）９３７０自発補正 ６、補正の対象 「明細書の発明の詳細な欄」 ７、補正の内容 明細書第８頁第１５〜１６行の″イリジウムの混入が全
く認められなかったが、″を「イリジウムの混入が全く
認められなかった。実施例２の場合は、イリジウムの混
入は全く認められなかったが、」に訂正する。
（６１８）三井金属鉱業株式会社代表者 高島節男 ４、代理人〒１０５ 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目８番１号虎ノ門電気ビ
ル 電話（５０１）９３７０自発補正 ６、補正の対象 「明細書の発明の詳細な欄」 ７、補正の内容 明細書第８頁第１５〜１６行の″イリジウムの混入が全
く認められなかったが、″を「イリジウムの混入が全く
認められなかった。実施例２の場合は、イリジウムの混
入は全く認められなかったが、」に訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、酸化アルミニウムおよび酸化ベリリウム、さらに所
望に応じて不純物を添加してなる原料からクリソベリル
単結晶を製造するに際し、単結晶育成中の育成炉の雰囲
気が不活性ガスと酸素の混合ガスであることを特徴とす
るクリソベル単結晶の製造方法。 ２、前記混合ガスの酸素の含有ｍが１．０〜５．０容量
％である前記特許請求の範囲第１項記載のクリソベリル
単結晶の製造方法。 ３、前記クリソベリル単結晶をチョクラルスキー法によ
り育成する前記特許請求の範囲第１または２項記載のク
リソベリル単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP945984A JPS60155593A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | クリソベリル単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP945984A JPS60155593A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | クリソベリル単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155593A true JPS60155593A (ja) | 1985-08-15 |
Family
ID=11720865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP945984A Pending JPS60155593A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | クリソベリル単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155593A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5637197A (en) * | 1978-11-16 | 1981-04-10 | Pajiko Kk | Organic stained glass body |
| JPS57175799A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-28 | Hitachi Metals Ltd | Method of producing ggg single crystal |
-
1984
- 1984-01-24 JP JP945984A patent/JPS60155593A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5637197A (en) * | 1978-11-16 | 1981-04-10 | Pajiko Kk | Organic stained glass body |
| JPS57175799A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-28 | Hitachi Metals Ltd | Method of producing ggg single crystal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0152359B2 (ja) | ||
| JP2005231986A (ja) | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法 | |
| JP3940581B2 (ja) | スターブルーサファイアの製造方法 | |
| JPH07206597A (ja) | ＺｎＳｅバルク単結晶の製造方法 | |
| US4634492A (en) | Chrysoberyl single crystal and method of producing the same | |
| JPS60155597A (ja) | クリソベリル単結晶の製造方法 | |
| US2936216A (en) | Method of making monocrystalline calcium titanate | |
| US2992931A (en) | Metal titanate composition of matter | |
| JPS61266397A (ja) | 宝飾用合成フオルステライト単結晶 | |
| RU2189405C1 (ru) | Способ получения монокристаллов соединения liins2 | |
| JPS6148498A (ja) | タンタル酸アルカリ単結晶の製造方法及びそのためのルツボ | |
| JP3021935B2 (ja) | カドミウムマンガンテルル単結晶の製造方法 | |
| SU1220394A1 (ru) | Способ получени монокристаллов гадолиний-галлиевого граната | |
| JPH06279174A (ja) | 酸化物単結晶の製造方法 | |
| JPS59131597A (ja) | 高品質ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JPH06116082A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JP2739546B2 (ja) | 硼酸リチウム単結晶の製造方法 | |
| JPS61186293A (ja) | スタ−ルビ−の製造方法 | |
| JP3021937B2 (ja) | カドミウムマンガンテルル単結晶の製造方法 | |
| US2736659A (en) | Method for preparation of highly refractive material | |
| US3822338A (en) | Method of preparing massive monocrystalline yttriium titanate | |
| RU2038433C1 (ru) | Способ выращивания монокристаллов хризоберилла, активированных ионами трехвалентного титана | |
| JPH07115996B2 (ja) | ネオジウム・ガリウム・ガ−ネット単結晶およびその製造方法 | |
| JPS6065794A (ja) | 高品質ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JP2002029881A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 |