Abstract
The fundamental conditions for growing $CsLiB_{6}O_{10}$ crystal, new nonlinear optical material, were investigated. Stoichiometirc mixture of $CsLiB_{6}O_{10}$ composition resulted in the crystal of the same composition in the process of heating at the temperature above $600^{\circ}C$. No phase transition was observed in the $CsLiB_{6}O_{10}$ crystal in the temperature range of $600^{\circ}C~800^{\circ}C$, and $CsLiB_{6}O_{10}$ crystal melted congruently at $850^{\circ}C$. When the melt of this composition was cooled at rates of $1~150^{\circ}C/hr$, glass state ingot was formed regardless of cooling rates. However, $CsLiB_{6}O_{10}$ crystals were formed directly from the melt at any cooling rate in the presence of $CsLiB_{6}O_{10}$ seed crystal in the melt. Transparent $CsLiB_{6}O_{10}$ single crystal was grown from the melt using the seed crystal at the growing rate of 0.06 mm/hr in the furnace having the temperature gradient of $100^{\circ}C/cm$. Analysis of the single crystal showed that the crystal belonged to the noncentrosymmetric tetragonal space group 142d and unit cell dimensions were $a=10.467(1)\;{\AA},\;c=8.972(1)\;{\AA}\;and\;V=983.0(2)\;{\AA}^3$. Optical absorption edge of the crystal was observed at 180mm and the crystal showed a good optical transparency (70% transmittance, sample thickness 0.5 mm) in the wide wavelength range above 300 nm.
새로운 비선형 광학결정으로 유망시되는 $CsLiB_{6}O_{10}$ 결정을 육성하기 위한 기초 조건을 조사하였다. 화학양론적으로 혼합된 $CsLiB_{6}O_{10}$ 조성으로부터 $600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 같은 조성의 결정이 형성되었고, 이 결정은 $800^{\circ}C$까지 상변화를 나타내지 않았으며, $850^{\circ}C$에서 합치용융하였다. $CsLiB_{6}O_{10}$ 조성을 용융시킨 뒤, 융액을 $1~150^{\circ}C/hr$의 냉각 속도로 냉각시키면, 냉각 속도에 관계없이 유리가 생성되었다. 그러나 융액중에 $CsLiB_{6}O_{10}$ 결정 seed가 존재하는 경우에는 융액으로부터 $CsLiB_{6}O_{10}$ 결정이 직접 석출되었다. Seed 결정을 이용하여 온도 구배가 $100^{\circ}C/cm$인 일방향 전기로에서 0.06 mm/hr의 응고 속도로 투명한 $CsLiB_{6}O_{10}$ 단결정을 육성하였다. 육성된 결정의 구조 해석 결과, 이결정은 noncentrosymmetric tetragonal space group 142d에 속하고, unit cell dimensions은 $a=10.467(1)\;{\AA},\;c=8.972(1)\;{\AA}과\;V=983.0(2)\;{\AA}^3$이었다. 이 결정의 광학적 특성은 180mm에서 absorption edge를 가지고 300 nm이상의 파장 영역에서 70%의 광투과율(두께 0.5 mm)을 나타내었다.
