- 홀로그래피 소자재료 $LiTaO_3$단결정 성장
- ㆍ 저자명
- 김병국,윤종규
- ㆍ 간행물명
- 한국결정성장학회지
- ㆍ 권/호정보
- 1998년|8권 2호|pp.193-204 (12 pages)
- ㆍ 발행정보
- 한국결정성장학회
- ㆍ 파일정보
- 정기간행물| PDF텍스트
- ㆍ 주제분야
- 기타
$LiTaO_3$단결정은 SAW(Surface Acoustic Wave) filter용 기판용 소재로 사용되며, 초전 효과를 이용한 적외선 센서, 광전효과를 이용한 광전소자 및 광굴절 효과를 이용한 광 기억소자로도 응용되고 있다. 특히 광굴절 효과를 이용한 광 기억소자의 개발에 있어서 Fe와 같은 전이금속 불순물이 첨가된 고품위 $LiTaO_3$ 단결정과 재료의 광굴절 특성의 향상이 크게 요구되고 있는 실정이므로 본 연구에서는 Czochralski법을 이용하여 광 소자용 순수한 $LiTaO_3$ 단결정과 Fe를 불순물로 첨가시킨 $LiTaO_3$ 단결정을 성장시켰으며 성장된 결정들에 대하여 광 투과 및 흡수스펙트럼을 분석하였다. $Li_2O$ 조성을 48.0~49.0mol%까지 변화시킨 초기 용융액을 DSC법을 이용하여 Curie 온도를 측정한 결과 $Li_2O$조성이 증가함에 따라 curie 온도가 $568^{circ}C$에서 $637^{circ}C$까지 크게 증가하여 0.1mol% $Li_2O$의 조성차이에 $7^{circ}C$정도의 curie 온도의 변화를 나타내었으며, 성장된 결정에서 $Li_2O$조성의 변화는 성장 길이방향으로 0.01mol%, 반경방향으로 0.0028mol% 이내의 전체 결정내 조성이 균일한 z-$LiTaO_3$ 단결정을 획득하였다. 한편 Fe를 첨가시킨 $LiTaO_3$ 결정의 경우 Fe 농도 0.1wt%당 $7.5^{circ}C$의 Curie 온도 증가를 확인하였다. 또한 성장된 결정들은 광 투과스펙트럼을 분석한 결과 광소자로 응용하기에 충분한 78% 정도의 우수한 투과율을 보였다.
The single crystal of the $LiTaO_3$has large electro-optic effects, so it is applied to optical switch, acousto-optic deflector, and optical memory device as hologram using photorefractive effect. In this study, optic-grade undoped $LiTaO_3$and Fe:LiTaO$LiTaO_3$single crystals were grown by the Czochralski method and optical transmission and absorption spectrums were measured in the wavelength of UV-VIS range. The curie temperature was determined with DSC and by measuring capacitance for the grown undoped crystal and ceramic powder samples of various Li/Ta ratio. In case of having a 48.6 mol% $Li_2O$ as a starting Li/Ta ratio, the results of concentration variations were below 0.01 mol% $Li_2O$ all over the crystal, so it was confirmed that $LiTaO_3$single crystals were grown under congruent melting composition having optical homogeneity. The curie temperature of the Fe:$LiTaO_3$crystal was increased with increased with increased doped Fe concentrations;by the ratio of $7.5^{circ}C$ increase per Fe 0.1 wt%. Also, the optical transmittance was about 78 %, which was sufficient for optical device.