超均質定比組成ニオブ酸リチウム・タンタル酸リチウム単結晶の評価法と育成条件の確立

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コングルエント組成のニオブ酸リチウム(CLN)やタンタル酸リチウム(CLT)単結晶、およびストイキオメトリ組成のLN、LT単結晶(SLN,SLT)の均質化に向けた評価法と育成条件の検討を行なった。まず、結晶育成条件の確立の基本となるCLN単結晶について、今回用いる炉において育成される結晶の上部から下部にかけて均質な結晶育成が行なえるコングルエント組成の検討を行なった。現状の原料仕込み組成のZ軸引き上げの結晶に対する漏洩弾性表面波(LSAW)速度分布計測を通して、原料仕込み組成と育成結晶内部のLSAW速度分布の関係から、原料仕込み組成の補正量を求め、本育成炉における均質な結晶育成のための組成を48.423Li_2O-mo1%と決定した。次に、LSAW速度による評価の基礎となるキュリー温度とLSAW速度の間の検量線をコングルエント組成近傍からストイキオメトリ組成近傍まで拡張した。コングルエント組成近傍ではLSAW速度に対しキュリー温度はほぼ比例関係にあったが、ストイキオメトリ組成近傍でわずかに線形関係からずれる傾向が得られた。さらに、耐光損傷性を向上させるためのMgOをドープしたコングルエント組成(MgO:CLN)結晶の評価法について検討した。MgO:LNはMgO、Li_2O、Nb_2O_5の3元の化合物であり、それぞれの組成の変化を分離する必要が有る。Li_2O濃度の異なる3つのMgO:LNを用いて、音響関連物理定数の決定およびLSAW速度のLi_2O濃度依存性を調べた結果、Y-cut38°X軸伝搬のLSAW速度に対してはLi_2O濃度の変化に鈍感で、MgO濃度の変化の評価に適していることを明らかにした。以上より、SLN、SLT、MgO:LNに対する評価法、育成条件改良のための基本的指針を与えた。