1994 Fiscal Year Annual Research Report
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
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04555063
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
櫛引 淳一 東北大学, 工学部, 教授 (50108578)
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| 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)
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| 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 |
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| 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6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MgO:LiNbO_3単結晶育成:光損傷に対して有効な5mol%のMgOをドープさせた、直径75mm,長さ80mmの単結晶を2個Z軸方向に引き上げた。
2.LFBシステムによる解析・評価:(1)一つの結晶のヘッドから5、15、25、35、45mmの位置で作成した両面光学研磨のウェハに対して、漏洩弾性表面波(LSAW)速度を測定した。各ウェハ上でLSAW速度分布は1m/s以内、各ウェハ間すなわち結晶内での最大速度差が3m/sであることを明らかにした。また、各種化学・物理特性との相互関係も明らかにした。(2)もう一つの結晶を縦切りにしYカット面試料を作成した。試料面上のLSAW速度分布を測定し、弾性的不均一を明確に捉え、結晶引き上げ中の成長条件の変化を考察できる初めてのデータを得た。これらの結果は、結晶引き上げ速度、回転速度、融液中の温度分布、育成炉の温度分布など結晶育成条件を反映したものであり、主に化学組成分布に対応する。他の手段では得られない情報であり、LFB超音波顕微鏡のユニークな材料解析・評価能力を実証するものである。
3.プロトン交換層の解析・評価の基礎実験:Z-cut MgO(5mol%):LiNbO_3基板にピロ燐酸溶液によりプロトン交換層を形成し、LSAW速度の伝搬方向依存性と周波数依存性を測定した。その層形成により顕著な速度変化が測定され、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新しい解析・評価技術の可能性を示すことができた。
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[Publications] J.Kushibiki: "Characterization of 36° YX-LiTaO_3 Wafers by Line-Focus-Beam Acoustic Microscopy" IEEE Trans.UFFC. 42. 83-90 (1995)
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[Publications] 三野宮利男: "方向性点集束ビーム超音波顕微鏡システム" 日本音響学会誌. 51. 211-220 (1995)
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[Publications] J.Kushibiki: "Line-Focus-Beam acoustic microscopy characterization of proton-exchanged layers in LiTaO_3 optoelectronics devices" Appl.Phys.Lett.(in press). (1995)
