適用製品
ルチル（ＴｉＯ↓２）単結晶及びルチル（ＴｉＯ↓２）単結晶の製造方法、ルチル（ＴｉＯ↓２）単結晶を含む光アイソレータ
目的
ルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶は光アイソレータの構成部品として必要不可欠な光学材料である。現在の方法は、育成結晶に酸素欠損や小傾角粒界などの結晶欠陥が発生し、光透過率の低下や屈折率変動を招くとともに、大口径の単結晶の育成が困難である。このため、高圧酸素加圧下で単結晶の育成を行う、あるいは1000℃以上で数十時間以上の酸素熱処理を施す必要があり、コスト高の要因となっている。そこで、高圧酸素加圧下での単結晶育成、あるいは単結晶育成後の熱処理を行わなくても透過率の高いルチル（ＴｉＯ↓２）単結晶が得られる製造方法を提供する。
効果
この方法によれば、酸素欠損や小傾角粒界の少ないルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶を複雑な装置、あるいはルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶育成後に高温で熱処理を行わなくても透過率の高い単結晶を製造することができる。その結果、従来は不可能であった大口径のルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶を製造することができる。
技術概要
このルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶の製造方法は、所定の育成雰囲気中でルチル原料棒とルチル種結晶との接合部分を融解させ溶融帯を形成し、この溶融帯を移動させながらルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶を育成するルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶の製造方法において、溶融帯にチタン原子価＋４よりも低原子価の異種金属元素を添加し、溶融帯に含まれる異種金属元素により、育成されるルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶の酸素欠損を抑制する。無添加高純度のルチル(ＴｉＯ↓２)焼結原料棒を用い、溶融帯に異種金属元素を含ませることで、熱処理を行わなくても透明のルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶を製造できる。これは異種金属元素が育成されるルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶の酸素欠損を溶融帯に含まれる異種金属元素が抑制するためである。異種金属元素は、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ニッケル（Ｎｉ）から選ばれる。育成雰囲気は酸素０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。育成される単結晶は４２０ｎｍ以上の波長領域における光透過率が、ルチル(ＴｉＯ↓２)単結晶の光透過方向の厚みが１ｍｍから２ｍｍにおいて、６０％以上である。また、単結晶に含まれる異種金属元素の濃度は３０ｐｐｍ以下である。
基本情報
開放特許情報
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登録者情報
その他の情報
