フラックス法によるβ-アルミナ単結晶の育成

抄録

Na₃AlF₆-NaFフラックス法にてβ-Al₂0₃の結晶育成とその育成条件を検討した。母剤にはα-Al₂0₃,またはβ-Al₂0₃を用いた。Na₃AlF₆フラックスを蒸発させた場合と,Na₃AlF₆フラックスにNaFを添加した場合の二通りの方法を行なった。前者の方法では,Na₃AlF₆フラックスを1050℃で30wt%以上蒸発させると,β-Al₂0₃結晶が成長した。しかし,Na₃AIF₆-NaFフラックスを用い,β-Al₂0₃を母剤とした場合は,NaFを20wt%添加したときにβ-Al₂0₃が成長した。一方,α-Al₂0₃を母剤とすると,NaFを30wt%以上添加しないとβ-Al₂O₃結晶が成長しなかった。β-Al₂0₃結晶の成長速度とNaF量との関係から,β-Al203結晶を成長させる最適条件は,Na3AlF6フラックスに20wt%NaFを添加したときである。Na₃AlF₆-20wtNaFフラックスを用い,1041℃ で温度差1.9℃ の条件下で成長したβ-Al₂0₃単結晶の線成長速度は,c面で約1.3×10^-3,a面で約1.5×10^-3mm/hであった。Na₃AlF₆フラックスの場合は,同温度で温魔差が0.6℃ のとき,c面とa面の線成長速度はそれぞれ約3.8×10^-3と4.6×10^-3mm/hであった。成長したβ-Al₂0₃単結晶はc{001}とa{100}のみで取り囲まれ,そして無色透明であった。透過Laue写真から,その結晶性は良好であった。