| 研究概要 |
本研究は、本研究代表者らが発明・開発した超音波マイクロスペクトロスコピー(UMS)技術を光学用LiTaO_3単結晶の開発とデバイス作製プロセスの一つであるプロトン交換、分極反転プロセスの問題に適用した。
1.UMSシステムの絶対精度と校正法の確立:GGG単結晶を用いたシステム校正法により絶対精度を議論し、高精度測定システムを確立した。音速測定において絶対精度±0.01%、相対精度±0.001%を達成した。2.光学用LiTaO_3単結晶の評価法の開発:(1)高精度化学組成比分析法の開発:出発原料を48,48.5,49Li_2O mol%とし、直径3インチ、Y軸引き上げの結晶から得られた試料に対して、「UMS技術」の基本システムである直線集束ビーム超音波顕微鏡を適用して、漏洩弾性表面波(LSAW)速度を測定し、キュリー温度、化学組成比、密度の精密測定値との相互関係、すなわち、検量線を決定した。従来の化学分析法(プラズマ発光分析法、蛍光X線分析法、示差熱分析法)と比較検討し、本超音波法がはるかに高い測定分解能をもつことを明らかにした。(2)Y軸に引き上げたコングルエント組成の4インチ径光学用LiTaO_3単結晶の音響的均一性について検討した結果、結晶の長さ方向に沿って徐々に速度が遅くなり、その最大差が0.45m/sであり、これは化学組成の変化+0.015Li_2Oーmol%、密度の変化-0.27kg/m^3に対応することを明らかにした。3.プロトン交換層と分極反転層の作製と評価法の開発:(1)Z-cutLiTaO_3基板に対するサンプル作製の実験手順を確立した。(2)100〜300MHzにおいてLSAW速度の周波数依存性の測定し、評価・解析手順を確立した。4.プロトン交換・分極反転層構造試料に対する漏洩弾性表面波の伝搬特性解析法とプログラムを開発した。
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