良質・大型AgGaS_2単結晶の作製と非線形光学素子への応用に関する研究

高品质大尺寸AgGaS_2单晶制备及其在非线性光学元件中的应用研究

• 批准号: 07750758
• 负责人: 丹羽 英二
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Research Institute for Electric and Magnetic Materials
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750758/
• 关键词: 化合物半導体; カルコパイライト型結晶構造; AgGaS_2; 単結晶成長; 非線形光学; 第二高調波発生; 赤外透過スペクトル; フォトルミネッセンス

当研究は、赤外非線形光学素子用材料として期待されるカルコパイライト型化合物半導体AgGaS_2に関して、大型単結晶の育成および単結晶の良質化による波長変換の高効率化ならびにレーザ照射損傷閾値の向上を目的として行われた。設備備品費で購入した定電圧電源装置を電源として用いることにより、単結晶成長用電気炉の制御温度の変動は従来の約2分の1に低減され、この電源を用いない場合結晶に含まれる双晶境界の数は10であったが、これを用いた場合に同条件で作製した結晶では4に減少し、温度変動の低減が双晶発生の抑制に有効であることを確認した。単結晶成長には垂直温度勾配凝固法を用い、成長管の内径は10mmφとした。冷却速度と温度勾配を変えて結晶成長を行った結果、双晶境界の数は温度勾配が小さい方が少なく、また冷却速度が大きくなるに従って減少した。冷却速度を変えて作製した3つの単結晶の転位密度および赤外透過スペクトルはいずれの結晶も大きな差異はなかったが、冷却速度が大きい場合、当該単結晶では従来の他研究において見出されていた欠陥の存在を示す深い準位からの発光がなく、励起子発光のみ顕著なスペクトルが観測され、結晶の完全性が高いことを示した。さらに、このスペクトルを示した単結晶について、第2高調波強度のレーザ入射角度依存性を測定し、精確な位相整合角を明らかにした。以上の結果から、温度勾配が小さく、冷却速度が大きい条件が良質な単結晶の成長に適していると考えられ、これらの結果をもとに大型単結晶の育成を行った。その結果、2本双晶境界を含むが、結晶粒界や割れのない20mmφ×25mmの大きさの結晶を得ることができた。当研究により、波長変換の高効率化に向けて、双晶をほとんど含まない単結晶において、従来の報告と比較して光学特性に優れた単結晶を育成するための手段および条件を明らかにすることができた。

When the は, red outside nonlinear optical element with material と し て expect さ れ る カ ル コ パ イ ラ イ ト type compound semiconductor AgGaS_2 に masato し て crystallization, large 単 の bred お よ び 単 crystallization の good qualitative に よ る wavelength variations in の high rate of unseen な ら び に レ ー ザ irradiation damage threshold numerical の を up purpose と し て line わ れ た. Equipment spare parts cost で buy し た definite 圧 power device を と し て in い る こ と に よ り, 単 crystallization growth power royal の 気 furnace temperature の - move は 従 to decrease 1 に low の about 2 points の さ れ, こ の power を with い な い occasions crystallization に containing ま れ る twin boundary の は 10 で あ っ た が, こ れ を with い に た occasions with conditions で system し た crystallization で に は 4 The reduction of <s:1>, temperature variation <s:1>, the decrease of が double crystal growth <s:1> inhibition に is effective in である <s:1> とを とを confirmation of <s:1> た. Youdaoplaceholder0 crystallization growth に 単 vertical temperature mixing solidification method を use 単, the inner diameter of the growth tube <s:1> is <s:1> 10mmφと と た た. Cooling speed hook with を と temperature variations え て crystal growth line を っ た results, the number of twin boundary の は temperature hook with small が さ い party less が な く, ま た cooling speed が big き く な る に 従 っ て reduce し た. The cooling speed を - え て cropping し た 3 つ の 単 crystallization の planning a density お よ び red outside through ス ペ ク ト ル は い ず れ の crystallization も き な differences は な か っ た が, cooling speed が き い occasions, when the 単 crystallization で は 従 の his research に お い て shows さ れ て い た owe 陥 の is を す in deep い quasi a か ら の 発 light が な く, excitation screwdriver 発 light の み 顕 Youdaoplaceholder0, ト, ト, が観 test され, crystallization <s:1> completeness が, high とを, とを, とを とを. さ ら に, こ の ス ペ ク ト ル を shown し た 単 crystallization に つ い て, 2 high-profile wave intensity の レ ー ザ incident Angle dependency を determination し, precise な phase Angle of integration を Ming ら か に し た. の above results か ら, small temperature hook with が さ く, cooling speed が き が い condition good quality な 単 crystallization の に optimum growth し て い る と exam え ら れ, こ れ ら の results を も と に large 単 crystallization の bred line を っ た. そ の results, 2, the twin boundary を contains む が, crystallization LiJie や cut れ の な い phi 20 mm x 25 mm の き さ の crystallization を must る こ と が で き た. When the に よ り, wavelength variations in の high rate of unseen に to け て, twin を ほ と ん ど containing ま な い 単 crystallization に お い て, 従 の report comparing と し て optical properties に optimal れ た 単 crystallization を bred す る た め の means お よ び conditions を Ming ら か に す る こ と が で き た.