Abstract
Microscopic analysis has been performed in order to investigate effects of the microstructure of the starting feed rods on the morphology of the S-L interface and the stability of the molten zone during single crystal growth of $SrTiO_{3}$ using a floating zone method. Undoped and $Fe_{2}O_{3}$ doped $SrTiO_{3}$ doped $SrTiO_{3}$ specimens, sintered at the different temperatures have been used. In the case of the feed rods sintered at the lower temperature($1400^{\circ}C$), the poor densification made the stability of the molten zone difficult to maintain. The feed rods sintered at the higher temperature ($1600^{\circ}C$) exhibited the higher density but their molten zone was difficult to maintain due to the presence of the abnormally grown grains. It is concluded that the uniform grain size distribution of the feed rod is the critical factor to maintain the stable molten zone and therefore to give optimum growth condition during FZ single crystal growth.
Floating zone법에 의한 $SrTiO_{3}$ 단결정 성장에 있어서 원료봉의 미세구조가 원료봉과 융액간의 고액계면의 형상 및 용융대의 안정성에 미치는 영향을 광학현미경 및 전자현미경을 이용하여 조사하였다. $1400,\;1500,\;1600^{\circ}C$로 소결온도를 변화시키면서 소결한 $SrTiO_{3}$ 및 $Fe_{2}O_{3}$를 0.2 wt% 첨가한 $SrTiO_{3}$ 원료봉을 실험시편으로 사용하였다. 저온($1400^{\circ}C$)에서 소결한 경우는 치밀화가 덜 진행되어 존재하는 기공들이 균일한 용융대 형성을 저해하였고, 고온($1600^{\circ}C$)의 경우는 미세구조는 치밀하나 이상입자성장 현상으로 안정된 용융대 형성에 어려움을 주었음을 실험적으로 확인하였다. 따라서 이상입자성장을 하지 않은 즉, 균일한 결정입 크기 분포를 갖는 원료봉을 사용하여 결정성장을 하였을때 원료봉의 균일한 용융양상을 유도할 수 있었고 안정한 용융대 유지가 가능하여 결정성장에 가장 적합함을 알게 되었다.
