JPH085753B2 - テルビウムアルミネート並びにその製法 - Google Patents
テルビウムアルミネート並びにその製法Info
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- JPH085753B2 JPH085753B2 JP5177456A JP17745693A JPH085753B2 JP H085753 B2 JPH085753 B2 JP H085753B2 JP 5177456 A JP5177456 A JP 5177456A JP 17745693 A JP17745693 A JP 17745693A JP H085753 B2 JPH085753 B2 JP H085753B2
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30—CRYSTAL GROWTH
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テルビウムアルミネー
トの単結晶及び多結晶の製造技術に関し、レーザー材
料、螢光体などの発光材料として利用される。
トの単結晶及び多結晶の製造技術に関し、レーザー材
料、螢光体などの発光材料として利用される。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
発光材料は、主として光学的に不活性な母体に、光学活
性元素を微量添加することにより実現されてきた。光学
活性元素を母体構成元素として含有する発光材料として
は、１９７０年代に発明されたペンタフォスフェイト
(例えば、ＮdＰ5Ｏ14)が公知である。しかし、この物質
群は、燐酸の重合により製造されるため、合成炉を著し
く損傷することなど多くの欠点を有している。
発光材料は、主として光学的に不活性な母体に、光学活
性元素を微量添加することにより実現されてきた。光学
活性元素を母体構成元素として含有する発光材料として
は、１９７０年代に発明されたペンタフォスフェイト
(例えば、ＮdＰ5Ｏ14)が公知である。しかし、この物質
群は、燐酸の重合により製造されるため、合成炉を著し
く損傷することなど多くの欠点を有している。
【０００３】一方、弗化鉛を主とするフラックス法によ
り、Ｔb3Ａl5Ｏ12やＴbＡl3Ｂ4Ｏ12などがテルビウムを
構成元素とする化合物として報告されているが、いずれ
も褐色又は黒色を呈し、その発光も液体窒素温度(絶対
温度７７度)で完全に消滅してしまうことが知られ、ま
してや室温で発光したとの報告は存在していない。
り、Ｔb3Ａl5Ｏ12やＴbＡl3Ｂ4Ｏ12などがテルビウムを
構成元素とする化合物として報告されているが、いずれ
も褐色又は黒色を呈し、その発光も液体窒素温度(絶対
温度７７度)で完全に消滅してしまうことが知られ、ま
してや室温で発光したとの報告は存在していない。
【０００４】これは、フラックス法ではテルビウムイオ
ンの価数制御が困難であることに起因する。すなわち、
テルビウムは、工業的にはＴb4Ｏ7の形で供給されるた
め、合成のための出発物質としては３価と４価のテルビ
ウムを１：１に含有している。したがって、フラックス
法では、発光のエネルギーを吸収してしまうと考えられ
る４価のテルビウムを取り除くこと、或いは還元して３
価にすることが不可能であった。
ンの価数制御が困難であることに起因する。すなわち、
テルビウムは、工業的にはＴb4Ｏ7の形で供給されるた
め、合成のための出発物質としては３価と４価のテルビ
ウムを１：１に含有している。したがって、フラックス
法では、発光のエネルギーを吸収してしまうと考えられ
る４価のテルビウムを取り除くこと、或いは還元して３
価にすることが不可能であった。
【０００５】本発明は、上述の従来技術の問題点を解決
して、テルビウムを母体構成元素として含有する材料
で、より高効率な室温においても強い発光を示す新規な
発光材料の製造技術を提供することを目的としている。
して、テルビウムを母体構成元素として含有する材料
で、より高効率な室温においても強い発光を示す新規な
発光材料の製造技術を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の目
的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、レーザ材料、蛍
光体などの発光材料として、ＴbＡlＯ3が良好な特性を
持つことを見い出した。その製法としては、単結晶育成
及び多結晶合成の条件として、還元性雰囲気であること
が決定的に重要であることを究明した。すなわち、還元
性雰囲気とすることにより、４価のテルビウムの混入が
阻止されて、無色透明で且つ黄緑色或いは緑色の発光が
観測されること、また還元性雰囲気は単結晶育成時の歪
による結晶の割れを防ぐ効果のあることを見い出した。
的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、レーザ材料、蛍
光体などの発光材料として、ＴbＡlＯ3が良好な特性を
持つことを見い出した。その製法としては、単結晶育成
及び多結晶合成の条件として、還元性雰囲気であること
が決定的に重要であることを究明した。すなわち、還元
性雰囲気とすることにより、４価のテルビウムの混入が
阻止されて、無色透明で且つ黄緑色或いは緑色の発光が
観測されること、また還元性雰囲気は単結晶育成時の歪
による結晶の割れを防ぐ効果のあることを見い出した。
【０００７】
【作用】以下に本発明について更に詳細に説明する。
【０００８】前述の如く、本発明に係る材料は、少なく
とも、テルビウム、アルミニウム及び酸素を含み、一般
式
とも、テルビウム、アルミニウム及び酸素を含み、一般
式
【化４】 Ｔｂ1-xＡｌ1+xＯ3 (但し、−０.５≦ｘ≦０.５)を有する組成の単結晶及び
多結晶からなるものである。ｘ値をこの範囲で変えるこ
とにより格子定数を制御できるため、発光の色相を制御
できる。一方、この範囲を超えると結晶内に他の相が析
出するため好ましくない。
多結晶からなるものである。ｘ値をこの範囲で変えるこ
とにより格子定数を制御できるため、発光の色相を制御
できる。一方、この範囲を超えると結晶内に他の相が析
出するため好ましくない。
【０００９】上記一般式において、テルビウムサイトを
IIIa属元素で一部置換し、或いはアルミニウムサイトを
IIIb属元素で一部置換することができる。
IIIa属元素で一部置換し、或いはアルミニウムサイトを
IIIb属元素で一部置換することができる。
【００１０】以下、ＴbＡlＯ3の組成(ｘ＝０)を例にと
って説明する。例えば、Ｔbの一部をIIIa属元素のＬaで
置き換えると発光寿命を制御できる。一般に、発光材料
では添加する光学活性イオンの濃度を増加すると、発光
強度が添加量に比例しなくなり、ついには発光しなくな
ると共に、発光寿命が短くなることが知られている(濃
度消光)。但し、置換の意味については、従来の蛍光体
の場合と化学式では類似したものとなるが、その持つ意
味は全く異なることを強調する。
って説明する。例えば、Ｔbの一部をIIIa属元素のＬaで
置き換えると発光寿命を制御できる。一般に、発光材料
では添加する光学活性イオンの濃度を増加すると、発光
強度が添加量に比例しなくなり、ついには発光しなくな
ると共に、発光寿命が短くなることが知られている(濃
度消光)。但し、置換の意味については、従来の蛍光体
の場合と化学式では類似したものとなるが、その持つ意
味は全く異なることを強調する。
【００１１】すなわち、イットリウムで置換する場合を
例にとると、化学式は
例にとると、化学式は
【化５】 Ｔｂ1-xＡｌ1+xＯ3 と表わされるが、従来技術では、光学的に不活性な化合
物ＹＡlＯ3に光学活性な元素としてＴbを添加すること
にあるのに対し、本発明では、光学活性な化合物ＴbＡl
Ｏ3の発光寿命を長くさせるために、イットリウム、ラ
ンタン、ガドリニウム等のIIIa元素を添加するのであ
り、その作用と意味は従来技術と根本的に異なる。３価
のテルビウムはそのエネルギー準位構成がネオジミウム
に類似し、且つ発光波長は可視波長域(約５３０〜５５
０nm)にあるため、可視固体四準位レーザーを形成する
ことが可能である。ネオジミウムに比べて４００nm以下
の波長域に多くの吸収が存在するため、キセノンランプ
などの励起エネルギーの吸収にも有利であると同時に、
基底状態からの吸収は４８８nmのアルゴンイオンレーザ
ーの発振線によく一致するため連続発振にも有利な条件
を有する。
物ＹＡlＯ3に光学活性な元素としてＴbを添加すること
にあるのに対し、本発明では、光学活性な化合物ＴbＡl
Ｏ3の発光寿命を長くさせるために、イットリウム、ラ
ンタン、ガドリニウム等のIIIa元素を添加するのであ
り、その作用と意味は従来技術と根本的に異なる。３価
のテルビウムはそのエネルギー準位構成がネオジミウム
に類似し、且つ発光波長は可視波長域(約５３０〜５５
０nm)にあるため、可視固体四準位レーザーを形成する
ことが可能である。ネオジミウムに比べて４００nm以下
の波長域に多くの吸収が存在するため、キセノンランプ
などの励起エネルギーの吸収にも有利であると同時に、
基底状態からの吸収は４８８nmのアルゴンイオンレーザ
ーの発振線によく一致するため連続発振にも有利な条件
を有する。
【００１２】一方、蛍光体材料としては、一般に希土類
イオンは部分許容遷移であるため発光寿命が長い傾向を
有するが、とりわけてテルビウムは数％の添加の蛍光材
料で約２〜５ミリ秒程度と長い。しかしながら、後述の
実施例で示すように、テルビウムをセリウムで１０％置
換すると発光寿命が著しく短縮し、且つその発光強度に
は著しい低下がみられない効果がある。
イオンは部分許容遷移であるため発光寿命が長い傾向を
有するが、とりわけてテルビウムは数％の添加の蛍光材
料で約２〜５ミリ秒程度と長い。しかしながら、後述の
実施例で示すように、テルビウムをセリウムで１０％置
換すると発光寿命が著しく短縮し、且つその発光強度に
は著しい低下がみられない効果がある。
【００１３】以上のように、本発明に係るテルビウムア
ルミネートは、レーザー材料、蛍光体などの発光材料と
して極めて優れた特性を有する物質である。
ルミネートは、レーザー材料、蛍光体などの発光材料と
して極めて優れた特性を有する物質である。
【００１４】このテルビウムアルミネートの単結晶及び
多結晶は、フラックス法以外の方法、例えば、チョクラ
ルスキー法等々の良く知られた単結晶及び多結晶育成法
において、雰囲気として、還元性ガス雰囲気、若しくは
中性ガス雰囲気を用いて育成することにより製造され
る。
多結晶は、フラックス法以外の方法、例えば、チョクラ
ルスキー法等々の良く知られた単結晶及び多結晶育成法
において、雰囲気として、還元性ガス雰囲気、若しくは
中性ガス雰囲気を用いて育成することにより製造され
る。
【００１５】還元性ガス雰囲気として、水素又は一酸化
炭素、或いは窒素、アルゴンなどの中性ガスに水素又は
一酸化炭素を混入した混合ガスなどが挙げられる。ま
た、中性ガス雰囲気としては、窒素、アルゴンなどの不
活性ガスが挙げられる。還元性ガス雰囲気の方が好まし
い。中性ガスに或る程度還元性を持たせた雰囲気も可能
である。
炭素、或いは窒素、アルゴンなどの中性ガスに水素又は
一酸化炭素を混入した混合ガスなどが挙げられる。ま
た、中性ガス雰囲気としては、窒素、アルゴンなどの不
活性ガスが挙げられる。還元性ガス雰囲気の方が好まし
い。中性ガスに或る程度還元性を持たせた雰囲気も可能
である。
【００１６】なお、坩堝も、グラファイト等の還元性を
有する材質のものを用いることが望ましい。
有する材質のものを用いることが望ましい。
【００１７】以下に本発明の実施例を示す。
【００１８】
【実施例１】
【００１９】チョクラルスキー法によりＴbＡlＯ3単結
晶を育成した。引き上げ温度は１９００℃程度である。
晶を育成した。引き上げ温度は１９００℃程度である。
【００２０】図１に種々の引き上げ雰囲気の効果を吸収
スペクトルで示す。
スペクトルで示す。
【００２１】図１中、inert atm.(as grown)と示したス
ペクトルは、不活性雰囲気で引き上げた結晶の吸収スペ
クトルであり、inert atm.(anneald)はその結晶を大気
中でアニールしたものの吸収スペクトルであり、re-duc
ed atmは還元性雰囲気(２０％水素と８０％窒素の混合
ガス気流中)で引き上げた結晶の吸収スペクトルであ
る。
ペクトルは、不活性雰囲気で引き上げた結晶の吸収スペ
クトルであり、inert atm.(anneald)はその結晶を大気
中でアニールしたものの吸収スペクトルであり、re-duc
ed atmは還元性雰囲気(２０％水素と８０％窒素の混合
ガス気流中)で引き上げた結晶の吸収スペクトルであ
る。
【００２２】引き上げ温度は１９００℃程度あるため、
不活性ガス雰囲気中でもある程度還元性を有するが十分
ではない。したがって、４５０nm付近に広い吸収がみら
れ、この吸収はアニールすることにより(inert atm.(an
neald)スペクトル)、強いバンド吸収となって現われて
いる。このピークは４価のテルビウムによるものと考え
られる。
不活性ガス雰囲気中でもある程度還元性を有するが十分
ではない。したがって、４５０nm付近に広い吸収がみら
れ、この吸収はアニールすることにより(inert atm.(an
neald)スペクトル)、強いバンド吸収となって現われて
いる。このピークは４価のテルビウムによるものと考え
られる。
【００２３】一方、reduced atmのスペクトルでは、４
８０nm付近にテルビウムの7Ｆ6多重項から5Ｄ4多重項へ
の吸収以外に吸収を持たないことがわかる。したがっ
て、非常に透明度がよく、事実上無色透明の結晶となっ
ている。図２にこのreduced atm結晶の発光スペクトル
を示す。
８０nm付近にテルビウムの7Ｆ6多重項から5Ｄ4多重項へ
の吸収以外に吸収を持たないことがわかる。したがっ
て、非常に透明度がよく、事実上無色透明の結晶となっ
ている。図２にこのreduced atm結晶の発光スペクトル
を示す。
【００２４】
【実施例２】
【００２５】チョクラルスキー法により
【化６】 ＴｂxＬａ1-xＡｌＯ3 多結晶を育成した。図３にその焼結体の発光寿命の変化
を示す。図より、前述の濃度消光現象がみられ、ｘ＝
０.１では発光寿命が２.０７ミリ秒であるのに対し、ｘ
＝１.０では１２５マイクロ秒と短くなっている。しか
し、Ｌaで薄めるに従い発光強度も一般に弱くなるの
で、使用する用途に応じて選択することが可能である。
を示す。図より、前述の濃度消光現象がみられ、ｘ＝
０.１では発光寿命が２.０７ミリ秒であるのに対し、ｘ
＝１.０では１２５マイクロ秒と短くなっている。しか
し、Ｌaで薄めるに従い発光強度も一般に弱くなるの
で、使用する用途に応じて選択することが可能である。
【００２６】
【実施例３】
【００２７】実施例１において、テルビウムのうち１０
％をセリウムで置換した単結晶を育成した。図４にその
発光の減衰曲線を示す。テルビウムイオン間で何らかの
エネルギー移動現象が起こっているため単純な指数関数
的減衰ではなくなっているが、初期強度の１／ｅの強度
になる時間を発光寿命とすると、ＴbＡlＯ3単結晶では
１８０マイクロ秒であるのに対して、１０％セリウム置
換の単結晶では４５マイクロ秒であり、高速でスキャン
するカソード線蛍光体としてはこのセリウム置換が有効
であることがわかる。
％をセリウムで置換した単結晶を育成した。図４にその
発光の減衰曲線を示す。テルビウムイオン間で何らかの
エネルギー移動現象が起こっているため単純な指数関数
的減衰ではなくなっているが、初期強度の１／ｅの強度
になる時間を発光寿命とすると、ＴbＡlＯ3単結晶では
１８０マイクロ秒であるのに対して、１０％セリウム置
換の単結晶では４５マイクロ秒であり、高速でスキャン
するカソード線蛍光体としてはこのセリウム置換が有効
であることがわかる。
【００２８】
【実施例４】
【００２９】本例は浮遊帯域溶融法(ＦＺ法)による単結
晶育成例である。育成に用いた装置は、内面に金メッキ
を施した反射鏡を有する赤外線イメージ炉である。光源
には最大出力５ｋＷのハロゲンランプを用いた。
晶育成例である。育成に用いた装置は、内面に金メッキ
を施した反射鏡を有する赤外線イメージ炉である。光源
には最大出力５ｋＷのハロゲンランプを用いた。
【００３０】原料棒は以下の要領で調整した。出発原料
として酸化テルビウムＴb4Ｏ7(純度５Ｎ)と酸化アルミ
ニウム(純度５Ｎ)を用いた。予め灼熱減量を測定した
後、両粉末を原子比でＴb：Ａl＝１：１になるように秤
量し、エタノールを加えてボールミル法により２４時間
混合した。次にエタノールを分離して乾燥させた混合粉
末約１０gを棒状に成型した後、４０００kg／cm2の圧力
で冷間静水圧プレスした。プレス後の形状は直径約６m
m、長さ約６０mmであった。続いてこの成型体をグラフ
ァイト製の容器に入れ、電気炉内で焼成した。焼成条件
は、雰囲気Ｎ2＋２％Ｈ2、保持温度１６００℃、保持時
間２０時間、昇降温速度毎時約１５０℃とした。焼成前
の成型体は淡い茶かっ色であったが、焼成後は白色に変
化した。焼成後の形状は、直径約５mm、長さ約５０mmで
あった。
として酸化テルビウムＴb4Ｏ7(純度５Ｎ)と酸化アルミ
ニウム(純度５Ｎ)を用いた。予め灼熱減量を測定した
後、両粉末を原子比でＴb：Ａl＝１：１になるように秤
量し、エタノールを加えてボールミル法により２４時間
混合した。次にエタノールを分離して乾燥させた混合粉
末約１０gを棒状に成型した後、４０００kg／cm2の圧力
で冷間静水圧プレスした。プレス後の形状は直径約６m
m、長さ約６０mmであった。続いてこの成型体をグラフ
ァイト製の容器に入れ、電気炉内で焼成した。焼成条件
は、雰囲気Ｎ2＋２％Ｈ2、保持温度１６００℃、保持時
間２０時間、昇降温速度毎時約１５０℃とした。焼成前
の成型体は淡い茶かっ色であったが、焼成後は白色に変
化した。焼成後の形状は、直径約５mm、長さ約５０mmで
あった。
【００３１】次に、赤外線イメージ炉を用いた結晶育成
は以下の要領で行った。上主軸に焼成した減量棒を取り
付けた。下主軸には予めｃ軸方向に切り出したＴbＡlＯ
3の種結晶(３mm×３mm×１５mm)を取付け、減量棒と種
結晶が偏心しないように調整した。上主軸及び下主軸の
周囲には石英管を配置し、雰囲気が制御できる構造とな
っている。本実施例では雰囲気ガスとしてＮ2＋２％Ｈ2
を毎分２リットルの流量で流した。
は以下の要領で行った。上主軸に焼成した減量棒を取り
付けた。下主軸には予めｃ軸方向に切り出したＴbＡlＯ
3の種結晶(３mm×３mm×１５mm)を取付け、減量棒と種
結晶が偏心しないように調整した。上主軸及び下主軸の
周囲には石英管を配置し、雰囲気が制御できる構造とな
っている。本実施例では雰囲気ガスとしてＮ2＋２％Ｈ2
を毎分２リットルの流量で流した。
【００３２】次に原料棒を毎分１０回転で回転させなが
ら、その先端をハロゲンランプの焦点に調整した後、ハ
ロゲンランプを点灯し、徐々にその出力を上昇させた。
出力約３.８ｋＷで原料棒の先端が溶融した。続いて、
種結晶を毎分１０回転で原料棒とは逆向きに回転させな
がら徐々に上昇させ融帯と接合した。この状態で１５分
間保持し、融帯が安定であることを確認した後、原料棒
及び種結晶を毎時２mmの速さで降下させ、結晶を育成し
た。育成中、融帯の長さが一定になるようにハロゲンラ
ンプの出力を調整した。約２０時間育成した後、ハロゲ
ンランプの出力を徐々に低下させながら、原料棒を上方
に移動させ、融帯と育成した結晶を切り離した。この
後、約５時間かけてハロゲンランプの出力を零まで低下
させ、結晶を徐冷した。得られた結晶は無色透明であ
り、形状は直径約４mm、長さ約４０mmであった。また、
気泡やクラックは認められなかった。
ら、その先端をハロゲンランプの焦点に調整した後、ハ
ロゲンランプを点灯し、徐々にその出力を上昇させた。
出力約３.８ｋＷで原料棒の先端が溶融した。続いて、
種結晶を毎分１０回転で原料棒とは逆向きに回転させな
がら徐々に上昇させ融帯と接合した。この状態で１５分
間保持し、融帯が安定であることを確認した後、原料棒
及び種結晶を毎時２mmの速さで降下させ、結晶を育成し
た。育成中、融帯の長さが一定になるようにハロゲンラ
ンプの出力を調整した。約２０時間育成した後、ハロゲ
ンランプの出力を徐々に低下させながら、原料棒を上方
に移動させ、融帯と育成した結晶を切り離した。この
後、約５時間かけてハロゲンランプの出力を零まで低下
させ、結晶を徐冷した。得られた結晶は無色透明であ
り、形状は直径約４mm、長さ約４０mmであった。また、
気泡やクラックは認められなかった。
【００３３】
【実施例５】
【００３４】本例は垂直ブリッジマン法による単結晶育
成の例である。結晶育成にはグラファイト製の容器を用
いた。容器の形状は、内径４５mm、円筒部の長さ５０mm
で、底は開き角４５゜のテーパーになっており、その先
端は５mm×５mm×１０mmの種結晶が設置できる構造とな
つている。
成の例である。結晶育成にはグラファイト製の容器を用
いた。容器の形状は、内径４５mm、円筒部の長さ５０mm
で、底は開き角４５゜のテーパーになっており、その先
端は５mm×５mm×１０mmの種結晶が設置できる構造とな
つている。
【００３５】この容器に、予めｃ軸に切り出した種結晶
を設置した後、実施例４と同様な方法で混合した粉末約
４５０gを容器に充填した。続いて、粉末を充填したグ
ラファイト容器を、メッシュ状のタングステンを発熱体
とする電気炉に設置した。炉内を一旦１０-3Ｔorrまで
真空排気した後、雰囲気ガスとしてＡr＋３％Ｈ2を導入
した。続いて発熱体に通電して加熱し、温度勾配を調整
した後、粉末を溶融した。次に種結晶側から徐冷し、結
晶を育成した。１週間かけて室温まで徐冷し、結晶を取
り出した。得られた結晶は無色透明であり、気泡やクラ
ックは認められなかった。
を設置した後、実施例４と同様な方法で混合した粉末約
４５０gを容器に充填した。続いて、粉末を充填したグ
ラファイト容器を、メッシュ状のタングステンを発熱体
とする電気炉に設置した。炉内を一旦１０-3Ｔorrまで
真空排気した後、雰囲気ガスとしてＡr＋３％Ｈ2を導入
した。続いて発熱体に通電して加熱し、温度勾配を調整
した後、粉末を溶融した。次に種結晶側から徐冷し、結
晶を育成した。１週間かけて室温まで徐冷し、結晶を取
り出した。得られた結晶は無色透明であり、気泡やクラ
ックは認められなかった。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
４価のテルビウムの混入が阻止されるので、無色透明で
且つ黄緑色或いは緑色の発光を呈し、割れのない高品質
の単結晶及び多結晶からなる発光材料を提供することが
できる。
４価のテルビウムの混入が阻止されるので、無色透明で
且つ黄緑色或いは緑色の発光を呈し、割れのない高品質
の単結晶及び多結晶からなる発光材料を提供することが
できる。
【図１】実施例１において種々の雰囲気で得られたＴb
ＡlＯ3単結晶の吸収スペクトルを示す図である。
ＡlＯ3単結晶の吸収スペクトルを示す図である。
【図２】実施例１において還元性雰囲気で得られたＴb
ＡlＯ3単結晶の発光スペクトルを示す図である。
ＡlＯ3単結晶の発光スペクトルを示す図である。
【図３】実施例２においてテルビウムの一部をランタン
で置換した多結晶の焼結体の発光寿命の変化を示す図で
ある。
で置換した多結晶の焼結体の発光寿命の変化を示す図で
ある。
【図４】実施例３においてテルビウムの一部をセリウム
で置換した単結晶の発光の減衰曲線を示す図である。
で置換した単結晶の発光の減衰曲線を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０９Ｋ 11/80 ＣＰＭ 9280−4Ｈ Ｈ０１Ｓ 3/16
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも、テルビウム、アルミニウム
及び酸素を含み、一般式 【化１】 Ｔｂ1-xＡｌ1+xＯ3 (但し、−０.５≦ｘ≦０.５)で表わされるテルビウムア
ルミネートの単結晶及び多結晶の製造法において、育成
雰囲気として、還元性ガス雰囲気若しくは中性ガス雰囲
気を用いて育成することを特徴とするテルビウムアルミ
ネートの単結晶及び多結晶の製造法。 - 【請求項２】 グラファイト等の還元性を有する材質の
坩堝を用いる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 テルビウムサイトをIIIa属元素で一部置
換したものである請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 アルミニウムサイトをIIIb属元素で一部
置換したものである請求項１、２又は３に記載の方法。 - 【請求項５】 少なくとも、テルビウム、アルミニウム
及び酸素を含み、一般式 【化２】 Ｔｂ1-xＡｌ1+xＯ3 (但し、−０.５≦ｘ≦０.５)で表わされる組成を有し、
可視波長域において、室温においても緑色或いは黄緑色
の発光を呈するものであることを特徴とするテルビウム
アルミネートの単結晶及び多結晶。 - 【請求項６】 少なくとも、テルビウム、アルミニウム
及び酸素を含み、一般式 【化３】 Ｔｂ1-xＡｌ1+xＯ3 (但し、−０.５≦ｘ≦０.５)で表わされる組成を有し、
可視波長域において、テルビウムの7Ｆ6多重項から5Ｄ4
多重項への吸収以外に吸収を持たないものであることを
特徴とするテルビウムアルミネートの単結晶及び多結
晶。 - 【請求項７】 テルビウムサイトをIIIa属元素で一部置
換したものである請求項６に記載のテルビウムアルミネ
ートの単結晶及び多結晶。 - 【請求項８】 アルミニウムサイトをIIIb属元素で一部
置換したものである請求項６又は７に記載のテルビウム
アルミネートの単結晶及び多結晶。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177456A JPH085753B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | テルビウムアルミネート並びにその製法 |
| US08/187,495 US5493984A (en) | 1993-06-24 | 1994-01-28 | Terbium aluminate and method for its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177456A JPH085753B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | テルビウムアルミネート並びにその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0710694A JPH0710694A (ja) | 1995-01-13 |
| JPH085753B2 true JPH085753B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=16031265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5177456A Expired - Lifetime JPH085753B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | テルビウムアルミネート並びにその製法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5493984A (ja) |
| JP (1) | JPH085753B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3812525B2 (ja) | 2002-09-20 | 2006-08-23 | 株式会社村田製作所 | 光磁界センサ |
| US7427577B2 (en) * | 2006-04-06 | 2008-09-23 | Nanocerox Inc | Sintered polycrystalline terbium aluminum garnet and use thereof in magneto-optical devices |
| JP5393271B2 (ja) * | 2009-06-09 | 2014-01-22 | 信越化学工業株式会社 | 酸化物及び磁気光学デバイス |
| JP5762715B2 (ja) * | 2010-10-06 | 2015-08-12 | 信越化学工業株式会社 | 磁気光学材料、ファラデー回転子、及び光アイソレータ |
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|---|---|---|---|---|
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| US4096088A (en) * | 1974-01-17 | 1978-06-20 | Thorn Electrical Industries Limited | Method of preparing cerium and terbium activated aluminate phosphors |
| JPH05238893A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-17 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 酸化物超伝導薄膜用基板及びその製造法 |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP5177456A patent/JPH085753B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-01-28 US US08/187,495 patent/US5493984A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5493984A (en) | 1996-02-27 |
| JPH0710694A (ja) | 1995-01-13 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |