機能性酸化物単結晶のフローティンク·ゾーン法による結晶育成技術とその新展開

摘要

単結晶は，原子が三次元に規則正しく結合しており焼結体に見られるような粒界や空孔がないことから，その物質本来の性質や異方性を明らかにするうえで，超伝導理論の解明などに不可欠な精密な物性測定や材料の研究開発に欠かせないものである。ところが，サファイアやルビーなどの天然に産出される結晶は，不純物や欠陥が多く含まれて品質にばらつきがあり，形状や結晶方位の選択も限られるため，電子材料や光学材料など工業的にはほとんど利用されなかった。その後，単結晶育成技術の発展により高純度で欠陥の少ない単結晶が育成され，20世紀の電子産業に大きな変革をもたらした。その代表として水晶が挙げられる。水晶が水熱法により合成されるようになり，時計を始めとしてコンピューターや携帯電話など情報通信に応用されている。また，鉱物結晶では不可能であった高性能·新機能を有するLiNbO_3やY_3Al_5O_(12)など天然には産出されない合成物質の単結晶が育成され，レーザー材料や表面弾性波デバイス用材料，電気光学素子用材科など電子·光学材料に応用されるようになった。