酸化物単結晶の成長及び欠陥発生に与える融液対流抑制効果に関する研究

抑制熔体对流对氧化物单晶生长及缺陷产生的影响研究

• 批准号: 03243227
• 负责人: 勝亦 徹
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Toyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03243227/
• 关键词: 結晶成長機構; 融液対流; 結晶欠陥; 酸化物単結晶; ほう酸塩; ブリッジマン法; 気泡; SAW素子

融液から酸化物単結晶が成長する際の固液界面での不純物の挙動、欠陥の発生機構を明らかにする目的で、垂直及び、水平ブリッジマン法を新たに開発し、育成した4ほう酸リチウムの融液及び、成長した結晶について不純物、結晶欠陥を評価した。融液を急冷したガラス試料の赤外吸収法による水分の定量を行い融液に関する情報を得た。4ほう酸リチウム水の吸光係数はこの研究で初めて決定されたものを用いた。4ほう酸リチウムの水分定量の報告例がないので、まず赤外吸収法による定量化を行った。50ppmから700ppmまで、様々な水分量の試料を作成し波数3500cm^<-3>の(-OH)吸収の強度を測定した。試料を溶融した際に放出される水を補集、定量する方法(MEA)を用い作成した検量線からモル吸光係数を決定し、定量を初めて可能にした。測定には設備備品費で購入した赤外分光器を用いた。単結晶の育成には、成長条件の設定、成長中の温度測定が容易なブリッジマン法を用いた。環境相(融液)の対流による物質輸送が大きく異なる水平ブリッジマン法及び、垂直ブリッジマン法による4ほう酸リチウム単結晶の成長をグラファイト容器を用いて初めて可能にした。水平ブリッジマン法では、幅25mm長さ140mmの結晶が、垂直ブリッジマン法では、直径約75mm、長さ40mmの結晶が育成できた。成長装置の温度環境測定には設備備品費で購入した多点温度測定装置を用いた。成長に必要な消耗品の購入には消耗品費を充当した。異なる融液対流のもとで作成したガラス及び、単結晶の水分含有量、分布を赤外吸収法で評価した。これと欠陥(気泡)密度との比較から、欠陥発生機構の検討を行った。4ほう酸リチウム融液への水の溶解度は結晶の5倍以上にのぼり、溶解度差による界面付近での水分濃度の上昇と、これによる気泡の発生が示唆された。

The development mechanism of impurities in the solid-liquid interface during the growth of molten acid crystals is clearly defined, and the vertical and horizontal separation methods are used to develop, grow, and crystallize impurities. Melting liquid quenching and sample absorption method to determine the amount of moisture in the melt information 4. The absorption coefficient of water is determined by the initial study. 4. The quantitative analysis of water content in the sample was carried out by the method of red absorption. 50ppm to 700ppm, sample preparation, wave number 3500 cm ^<-3>and (-OH) absorption intensity determination Sample dissolution and release of water replenishment, quantitative method (MEA) to create a quantitative line to determine the absorption coefficient, quantitative initial possible Measurement of equipment costs and the use of infrared spectrometers Single crystal growth, growth conditions setting, temperature measurement during growth, easy to use Environmental phase (melt) flow and material transport are different from each other in horizontal and vertical methods. The horizontal edge of the crystal is about 25mm long and 140mm long. The vertical edge of the crystal is about 75mm long and 40mm long. The temperature measurement of the growth device and the equipment spare parts cost are purchased and the multi-point temperature measurement device is used. The purchase of consumables necessary for growth should also cover consumable expenses. The water content and distribution of the crystal are evaluated by the red absorption method. The comparison of the density of gas bubbles and the development mechanism of gas bubbles are discussed. 4. The solubility of water in the solution is more than 5 times that of the crystallization, and the increase of water concentration near the interface due to the difference in solubility and the generation of bubbles is indicated.

项目成果

T.Katsumata: "Moisture Concentration of Li_2B_4O_7 Glass and Single Crystal" Proceeding of the Fifth Topical Meeting on Crystal Growth Mechanism. No.3. 367-372 (1992)

T.Katsumata：“Li_2B_4O_7 玻璃和单晶的水分浓度”第五届晶体生长机制专题会议论文集。

T.Katsumata,H.Konoura,K.Yamaguchi,K.Hatayama,H.Sugano,H.Nakagawa and K.Takahashi: "Bridgman Grwth of Li2B407 Crystal using a Nonーwet Graphite Container" J.Crystal Crowth.

T.Katsumata、H.Konoura、K.Yamaguchi、K.Hatayama、H.Sugano、H.Nakakawa 和 K.Takahashi：“使用非湿石墨容器布里奇曼生长 Li2B4O7 晶体”J.Crystal Crowth。

T.Katsumata,K.Ohshima,K.Oe,M.Hisamoto,T.Ohtaki and K.Takahashi: "Nonーwet Container Material for Growing Lithium and Barium Borate Crystals" J.Crystal Growth.

T.Katsumata、K.Ohshima、K.Oe、M.Hisamoto、T.Ohtaki 和 K.Takahashi：“用于生长锂和硼酸钡晶体的非湿容器材料”J.Crystal Growth。

勝亦 徹,木浦 英則,今川 宏,今野 昭仁,武井 和夫,篠原 三千生,加納 浩一,高橋 克友: "院ほう酸リチウムの水分の定量と気泡発生機構の検討" 第36回人工結晶討論会講演要旨集. 131-132 (1991)

Toru Katsuyoshi、Hidenori Kiura、Hiroshi Imakawa、Akihito Konno、Kazuo Takei、Michio Shinohara、Koichi Kano、Katsutaka Takahashi：“硼酸锂中水分含量的测定及气泡产生机制的研究”第36届人造晶体会议摘要131-132。 (1991)

T.Katsumata,H.Konoura,A.Konno,K.Takei,M.Shinohara and K.Takahashi: "Moisture Contents of Li_2B_4O_7 Glass and Single Crystal" J.Crystal Growth.

T.Katsumata、H.Konoura、A.Konno、K.Takei、M.Shinohara 和 K.Takahashi：“Li_2B_4O_7 玻璃和单晶的水分含量”J.晶体生长。