ニューロコンピュータ用高品質チタン酸バリウム単結晶の育成

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650380
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 横谷 篤至 宮崎大学, 工学部, 助教授 (00183989)
• Keywords: チタン酸バリウム / フォトリフラクティブ効果 / 結晶成長 / 光コンピューター

Research Abstract

BTO結晶は固相約1400℃に相転移点を持ち、融液を冷却固化しただけでは育成できない。フラックス(溶融助剤)を用いて1400℃以下で低温相の育成が行われているが、結晶内へのフラックス混入の問題が生じている。本研究では融液内に存在するTiとBaの存在比を変えることにより融点を下げるセルフ-フラックス法を採用し結晶成長を試みた。
カンタルヒーター線を用いた内径100mm,高さ300mmのヒーターエレメントを製作した。ヒーター線は上中下と、3回路で構成されており、それぞれ独立に温度コントロールを行えるようにした。3台のPID温度コントローラーを用いて制御を行った結果、動作温度1400℃において、中央部の20cmにわたって、空間的な温度変動は1℃以内に押さえることができた。また、時間的な温度変化も、温度リップルにして1℃以内に押さえることができた。
直径40mmの白金るつぼに、合成後の溶液の完全融解温度が1360℃となるよう、組成比33:67(モル比)で、酸化バリウムと酸化チタン粉末を混合したものを入れ、1380℃で加熱融解しその後1322℃まで0.5℃/hrの割合で徐冷し、結晶育成を行った。約2〜3mm程度の黄色みがかった透明な結晶が得られた。結晶の外形は、きれいな自然面(ファセット)で囲まれていた。
得られた結晶をX線回折によって調べた結果、双晶や、他の構造の混晶のはなっていないことが確かめられた。また、出力0.5Wのアルゴンレーザー光をレンズで絞り、育成した結晶のファセットの一つからから入射し、他のファセットから出射させスクリーンに投影した状態でレーザーパワーを、0.5Wから2Wまで上昇させると、スクリーン上でのレーザー投影位置が移動し、強いフォトリフラクティブ効果を有していることが確認できた。

Research Products

• [Publications] A.Kameyama,A.Yokotani K.Kurosawa: "Second Harmonic Generation of Poled Silica Glass" Proc.1995 Int.Laser Lightwave,Microwave Conf.ILLMC95. 90-93 (1995)
• [Publications] 有富謙悟、横谷篤至、黒沢宏: "フォトントンネル顕微鏡の製作" 宮崎大学紀要. 25(掲載予定). (1995)
• [Publications] 尾田 真、横谷篤至、黒沢 宏: "レーザーアブレーションによる透明導電性酸化物薄膜の作成" 宮崎大学紀要. 25(掲載予定). (1995)