LFB超音波顕微鏡による材料評価法を応用した光用MgO:LiNbO_3単結晶の開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555063
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 櫛引 淳一 東北大学, 工学部, 教授 (50108578)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐橋 家隆 (株)山寿セラミックス, 晶研事業部, 開発部長 ; 山中 一司 工業技術院, 機械技術研究所・基礎機械部, 主任研究官 ; 三野宮 利男 東北大学, 工学部, 教務職員 (40222418) ; 中鉢 憲賢 東北大学, 工学部, 教授 (20006224)
• Keywords: 直線集束ビーム超音波顕微鏡 / V(Z)曲線解析法 / 定量測定法 / 漏洩弾性表面波 / 電子デバイス材料 / オプトエレクトロニクス材料 / MgO:LiNbO_3 / 単結晶評価技術

Research Abstract

本研究では、本代表研究者らが発明・開発した直線集束ビーム(LFB)超音波顕微鏡システムをオプトエレクトロニクス用材料として注目されているMgO:LiNbO_3単結晶の科学的・産業的課題に適用し、所望の光学的特性を有する結晶成長条件の探求を目指すものである。
平成5年度の研究成果を要約すると以下の通りである。
1.光学用大口径(3インチ)MgO:LiNbO_3単結晶育成条件の決定:
光損傷に対して有効なMgOの不純物量5mol%付近で、MgO濃度を3〜7mol%まで1mol%毎、不純物量を変化させて単結晶を引き上げた。結晶ヘッドから5、15、25、35、45mmの位置において、両面光学研磨の1mm厚のウェハを作成した。
2.上記ウェハを用いて、各種化学特性と物理特性の相互関係を明らかにする下記の測定実験を行った。
(1)LSAW速度とキュリー温度と化学組成比と密度の相互関係を決定。
(2)LSAW速度測定による均質性の評価。
(3)プリズム・カプラー法による屈折率測定。
(4)X線回折によるc軸格子定数の精密測定とトポグラフによる評価。
(5)MgO濃度による縦波音速の変化のRFパルス超音波干渉法により精密測定。
3.MeVイオン注入装置で作成したLiNbO_3基板及びプロトン交換基板のLFBシステムにより解析・評価法の開発:
二次元LSAW速度分布測定とLSAW速度の伝搬方向依存性及び周波数依存性を測定し、層状構造試料の弾性的特性の変化を抽出する。プロトン交換層に対しては基礎実験を行い、オプトエレクトロニクス・デバイス作成プロセスにおけるその可能性を確認した。

Research Products

• [Publications] 櫛引淳一: "Quantitative Evaluation of 36ﾟYX-LiTaO_3 Wafers by LFB Acoustic Microscopy" Ultrasonics International 93 Conf.Proc.49-52 (1993)
• [Publications] 櫛引淳一: "Line-Focus-Beam Acoustic Microscopy for Quantitative Material Characterization" Proc.The Third Japan International SAMPE Symp.2188-2195 (1993)