Single Crystal Growth of $(TeO_2)$ by CZ Technique

용액인상법에 의한 파라텔루라이트 $(TeO_2)$ 단결정 육성

Single crystals of TeO2 with large diameter were grown by Czochralski technique with auto-diameter control system. The ratio of crystal to crucible was 60-70%. The effect of critical pulling and rotation rate on the crystal quality was studied. Optimum growth parameters for high quality crystal pulling rate was less than 1.2 mm/hr. The solid-liquid interface was convex at the rotation rate of 10-23 rpm and concave at the rotation rate of more than 25 rpm, depending on the size of crystal and crucible. The platinum concentration in the melts is one of the main factors of the constitutional supercooling and thus the bubble entrapment in the growing crystal. Growth axis was confirmed to {110} direction during the whole growth procedure. Infrared spectrometric study and dislocation density measurment by chemical etching method on the grown crystal were performed. Finally, the reasons of cooperation of striations, inclusions, and optical inhomogeneities were discussed.

직경자동제어장치를 이용한 초크라스키법에 의해 대형 TeO2 단결정을 공기 중에서 성장시켰다. 온도구배를 가능한 한 적게 한 성장조건 하에서 단결정과 도가니의 직경비율을 60-70% 범위에서 양질의 단결정 성장이 가능하였다. 이 때 결정의 품질을 좌우하는 주요 요인은 인상 및 회전 속도였다. 무색 투명한 고품질 단결정을 육성하기 위한 인상속도는 1.2mm/hr 이하였고, 고액계면은 10-23 rpm 이하일 때 볼록하였으며, 25 rpm 이상일 때 오목하였다. 단결정의 성장은 {110} 방향의 종자결정을 사용하였다. 용융체 내의 백금 함량이 증가하면 조성적 과냉이 발생하여, 성장되는 결정 내에 기포가 포획되므로 성장된 단결정의 질이 저하된다. 적외선 측정결과 파수 2,000cm-1 이상에서 완전 투명하였고, 전위밀도를 측정 결과 직경자동제어를 이용한 경우 3×103/cm2 - 2×104/cm2로 양호하였으며 수동성장인 경우도 결정과 도가니의 직경비율이 40-45%의 범위에서는 매우 양호하였다. 또한 포유물 등 불순물에 혼입 원인에 대하여 논하였다.