高融点酸化物バルク単結晶作成時の内部輻射伝熱機構の研究

高熔点氧化物块状单晶制备过程中的内辐射传热机理研究

• 批准号: 05750664
• 负责人: 岡野 泰則
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750664/
• 关键词: 結晶成長; 伝熱; 内部輻射; 酸化物

高融点酸化物バルク単結晶を作成する際の、結晶成長特性に及ぼす結晶及び融液を通しての輻射伝熱(内部輻射)の影響を明らかにするために、タンタル酸リチウム単結晶(融点:1650℃)を引き上げ法により、異なる雰囲気中で作成した。純窒素中で作成した結晶は、結晶内酸素欠陥のため茶色に着色し、結晶作成中に結晶の曲がりや結晶の融液からの離脱が起こり、長尺結晶の作成は困難であった。しかし、雰囲気内に微量(0.5vol%)の酸素を混入させると、結晶内の酸素欠損はほとんど無く、黄色みがかった透明な結晶となり、純窒素雰囲気の場合と同一の結晶成長条件で長尺結晶を容易に作成することができた。また融液内対流の様子も雰囲気で異なり、純窒素雰囲気中では融液内対流の存在が確認されたのに対し、雰囲気に酸素を含む場合には融液は極めて穏やかであり、対流は抑制されていた。炉内の温度勾配を測定したところ、両雰囲気における温度勾配に差異は認められなかった。次に結晶作成中にるつぼ、融液、結晶から放出される光の輝度を測定したところ、るいぼから放出される光の強度は両雰囲気において同一であったのに対し、結晶から放出される光の強度は酸素を含む雰囲気中の方が純窒素中における光強度より大きかった。即ち、雰囲気に酸素を含む場合には、結晶が透明であるため、内部輻射による伝熱が大きく、そのため結晶/融液界面付近で大きな温度勾配を保てるのに対し、純窒素雰囲気中の結晶は着色により光吸収が生じ、界面から結晶上部への伝熱が阻害され、そのため結晶成長中に界面付近の温度が上昇し、正常な結晶成長が進行しえないためであると結論できた。融液内対流に及ぼす内部輻射(あるいは雰囲気)の影響に関しては現在不明な点が多く、今後も引き続き研究を行う予定である。

High melting point acid single crystal formation, crystal growth characteristics and the influence of radiation heat (internal radiation) on crystallization and melt flow (melting point:1650℃). Pure element in the preparation of crystal, crystal acid in the lack of color, crystal in the preparation of crystal, crystal melt, separation, long crystal preparation is difficult A trace amount (0.5vol%) of acid is mixed into the crystal, and the acid in the crystal is not damaged, and the yellow crystal is transparent, and the pure crystal is easy to produce under the same crystal growth conditions. The existence of the opposite flow in the melt is confirmed by the presence of different elements in the melt, and the opposite flow is inhibited by the presence of elements in the melt. Temperature matching in the furnace is determined by measuring the temperature difference. The intensity of light emitted from the crystal is measured in the same way as the intensity of light emitted from the crystal. The intensity of light emitted from the crystal is measured in the same way as that of the pure crystal. That is, when the crystal is transparent, the internal radiation is high, the crystal/melt interface is close, the temperature is close, and the temperature is high. When the crystal is pure, the crystal is colored, the light absorption is generated, the interface is above the crystal, and the heat resistance is high. The temperature near the interface rises during the crystal growth. Normal Crystallization Growth The influence of melt internal flow and internal radiation is unknown at present and will be studied in the future.

项目成果

Y.Okano: "Internal radiative heat transfer in Czochralski growth of LiTaO_3 single crystal" J.Crystal Growth. (掲載決定).

Y.Okano：“LiTaO_3 单晶直拉生长中的内部辐射传热”J.Crystal Growth（已出版）。