• 제목/요약/키워드: Czochralski Single Crystal Growth

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Czochralski 법으로 성장된 Yb3+ doped Y3Al5O12 단결정의 성장 분위기 및 도핑 농도에 따른 광학적 특성 (Optical properties of Yb3+ doped Y3Al5O12 single crystals derived by the Czochralski method according to growth atmosphere and doping concentration)

  • 심장보;이영진;강진기;이영국
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.68-73
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    • 2015
  • $Yb^{3+}$ 이온이 25 at.%까지 치환된 $Y_3Al_5O_{12}$ 단결정을 Czochralski 법으로 성장시켰다. 0.8 mm/h의 인상속도와 10 rpm의 회전 속도로 40 mm의 결정 직경과 160 mm의 결정 길이를 가진 단결정을 얻었다. 결정 성장 분위기는 순수한 질 소 혹은 질소와 산소를 혼합한 가스 분위기였다. 순수한 질소 분위기에서는 청록색을 띤 결정이 성장되었고 99 %의 질소와 1 %의 산소를 혼합한 가스 분위기에서 성장한 결정은 무색이었다. 농도 분석결과를 보면, 결정의 길이가 길어짐에 따라 $Yb^{3+}$의 농도는 감소하고, core 영역의 $Yb^{3+}$ 농도는 core 없는 영역보다 다소 높게 검출되었다. $Yb^{3+}$ 이온의 도핑 농도가 증가함에 따라 형광 수명은 감소하였다.

KCl:Eu 단결정 성장과 형광특성 (Crystal Growth and Luminescence Properties of KCl Doped with Eu2+ Ions)

  • 제재용;장경혁;박철우
    • 센서학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.30-34
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    • 2011
  • Single crystal of KCl doped with $Eu^{2+}$ ions was grown by the Czochralski method in the high pressure Ar gas(purity 99.999 %) atmosphere with chamber pressure from which the crystal with high quality was obtained. As grown $KCl:Eu^{2+}$ crystal was checked by X-ray diffraction. Luminescence properties of KCl:Eu are investigated by laser-excitation spectroscopy under 355 nm excitation at 14 and 295 K. The broad emission band due to the $Eu^{2+}$ 5d $\rightarrow$ 4f transition is peaked at 417 nm with full width at half maximum of about 20 and 30 nm.

GROWTH AND CHARACTERIZATION OF $La_3Ga_5SiO_{14}$ SINGLE CRYSTALS BY THE FLOATING ZONE METHOD

  • Yoon, Won-Ki;Auh, Keun-Ho
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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    • pp.253-269
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    • 1999
  • The development of telecommunication and information technology requires to develop new piezoelectric materials with small size, low impedance, wide pass band width and high thermal stability of frequency. Langasite (La3Ga5SiO14) single crystal has been researched substitute of quartz and LiNbO3 for the applications of SAW filter, BAW filter and resonator. Its single crystal growth has been carried out by Czochralski Method. So, in order to get single crystal with higher quality, in this study, lnagasite (La3Ga5SiO14) single crystal was grown by using Floating Zone (FZ) method and characterized. For the growth of langasite single crystals, the langasite powder was synthesized at 135$0^{\circ}C$ for 5hrs and the feed rod was sintered at 135$0^{\circ}C$ for 5hrs. The growing rate was 1.5mm/h and the rotation speed was 15 rpm for an upper rotation and 13 rpm for a lower rotation. In order to prevent the evaporation of gallium oxide, Ar and O2 gas mixture was flowed. The growth direction was analyzed by Laue back-scattered analysis. The composition of grown crystal was analyzed suing XRD and WDS. The electrical properties of grown crystal at various frequencies and temperature were discussed.

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쵸크랄스키법에 의한 LiLa1-xNdx(MoO4)2 단결정 육성 연구 (LiLa1-xNdx(MoO4)2 Single Crystal Growth by the Czochralski Method)

  • 배인국;채수천;장영남;김상배
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권9호
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    • pp.677-683
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    • 2004
  • 레이저 모체재료용 Nd:LLM (Nd:LiLa(MoO$_4$)$_2$) 단결정을 쵸크랄스키법으로 성장시켰다 성장된 Nd:LLM 단결정은 균열 등이 쉽게 발생하였는데, 균열의 원인은 상전이, 불합치용융, 구성성분의 화학적 불균질, 열적구조의 불균형 및 성장방향 등이 있다. 성장된 단결정의 TG-DTA 열분석 결과 상전이는 없었으며, XRD 회절분석에 의해 합치 용융체임을 확인하였다. Li$_2$O 성분의 휘발은 화학적 불균질에 중요한 원인이었다. 자체 제작된 저항발열로의 온도프로파일은 도가니 높이로 조절하였다 또한, Nd:LLM 결정은 성장방향에 따라 단결정의 성장에 영향을 받았으며, (101)의 방향의 성장에서 단결정의 품질이 가장 우수하였다. 성장된 단결정의 N$d^{3+}$ 이온의 분포 및 유효편석계수은 PIXE분석에 의해 수행되었다.

$KMgCl_3$결정의 육성과 강탄성적 성질에 관한 연구 (The crystal growth and ferroelasticity of the crystal $KMgCl_3$)

  • 조용찬;정희태;박상언;박진습;황윤회;정세영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.544-549
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    • 1998
  • $KMgCl_3$ 단결정을 Ar 분위기에서 최초로 Czochralski 방법을 사용하여 육성하였다. 원료시약 KCl과 $KMgCl_2$를 화학량론적인 혼합으로는 KMgCl3를 육성할 수 없었고 비화학량론적인 방법을 사용하여 $KMgCl_3$를 육성할 수 있었다. KCl과 MgCl2를 1:1의 비율로 혼합하여 결정을 육성하였을 때에는 $K_2MgCl_4$단결정이 육성되었다. 육성되어진 $KMgCl_3$ 단결정의 연속적 상전이점들을 확인하기 위하여 DTA, DSC 등이 열적 실험을 수행하였다. 그리고 $KMgCl_3$ 단결정이 강탄성적 성질을 가짐을 확인하였으며 고온 편광현미경을 사용하여 온도에 따른 강탄성 domain의 변화를 조사하였다. 또한 stress-strain 이력곡선의 조사를 통하여 결정내 spontaneous strain의 온도에 따른 변화를 조사하였다.

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Growth and Properties of Co-doped Ce,Mn:LiTaO3 Single Crystals

  • Gang, Bong-Hoon;Rhee, Bum-Ku;Lim, Ki-Soo;Bae, Sung-Ho;Joo, Gi-Tae
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.711-714
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    • 2002
  • The Ce, Mn: $LiTaO_3$ crystals were grown by Czochralski method in congruent ${\varphi}$3" $LiTaO_3$ single crystal growing conditions. Concentrations of Ce and Mn in melt were respectively 0.1 mole%. As-grown crystals were red, transparent and the grown crystals were tested with oxidation/reduction treatment for clor and other properties. Influence of Ce and Mn dopants on $LiTaO_3$ crystal properties was discussed. And the nonlinear optical properties of the Ce, Mn: $LiTaO_3$ crystal are being studied.

Czochralski 단결성 성장특성제어를 위한 자장형태에 관한 연구 (Part 2) (Effect of applied magnetic fields on Czochralski single crystal growth (Part II))

  • Chang Nyung Kim
    • 한국결정성장학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.46-56
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    • 1994
  • 균일한 자장이 Czochralski도가니에 가하여졌을 때의 유동장, 온도장 및 boron의 농도장이 수치적으로 연구되었다.이러한 Czochralski 도가니에 가하여졌을 때의 유동장, 온도장 및 boron의 농도 장이 수치적으로 연구되어 . 이러한 Caochralski 유동장을 지배하는 인자로는 온도차이에 의한 부력, 자유표면에서의 반경방향으로의 온도 구배로 인한 thermocapillarity, 도가니와 결정의 회전으로 인한 원심력, 외부에서 걸어준 자장에 의한 자성력, boron의 확산계수 및 segregation coefficient 등이 있다. 여기에서 boron의 농도가 매우 낮으므로 농도차이에 의한 부력의 효가 무시되므로 boron의 농도장은 유동장 및 온도장에 영향을 미치지 못한다. 희전방향으로의 대칭성으로 부터 먼저 정상 상태에 대한 자오평면(mericional plane)에서의 속도성분과 회전방향의 속도 성분이 구하여졌으며 온도장도 해석되었다. 이러한 정상상태에서의 유동장 및 온도장으로부터 boron의 농도에 관한 비정상상태에서의 농도구배가 Marangoni convection을 야기하고 있다. 또 비정상 상태의 boron의 농도장의 전달현상은 주로 대류작용에 의존하고 있다.존하고 있다.

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Er3+ doped Y3Al5O12 단결정의 core 영역 및 광학적 특성 (Core region and optical properties of Er3+ doped Y3Al5O12 single crystals)

  • 심장보;이영진;강진기;이영국
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.111-115
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    • 2015
  • $Er^{3+}$ 이온이 5, 7.3, 8, 10 at.% 치환된 $Y_3Al_5O_{12}$ 단결정을 Czochralski법으로 질소 분위기에서 성장시켰다. 1.0 mm/h의 인상속도와 10 rpm의 회전 속도로 50 mm의 결정 직경을 가진 <111> 방향의 $Er:Y_3Al_5O_{12}$ 단결정을 얻었다. 두꺼운 직경의 core 영역은 주로 결정 성장 중 직경 변화가 있는 영역에서 발생되었다. 결정 내에서 $Er^{3+}$의 농도는 융액 내의 농도와 같았다. Core 영역의 $Er^{3+}$ 농도는 core가 없는 영역보다 다소 높게 검출되었다. $Er^{3+}$ 이온의 도핑 농도가 증가함에 따라 형광 수명은 포화되었다.

조화용융성조성을 가진 $LiNbO_3$ 단결성의 미소결함 (Micro-defects in $LiNbO_3$ single crystals with congruent melting composition)

  • 김현기;권달회;이선우;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.267-272
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    • 1999
  • Czochralski법으로 성장시킨 조화용융조성(48.6 mol%$LiNbO_3$)의 undoped 및 MgO-doped $LiNbO_3$ 단결정 내의 미소결함을 광학현미경 및 주사/투과 전자현미경을 이용하여 정밀분석하였다. Dopant 첨가 및 성장된 부위(g)에 따른 분역구조의 변화와 결함밀도를 측정함으로써 결함양상을 분석하고 최적 결정성장조건과의 상관관계를 고찰하였다. 강자성 분역벽 주변의 높은 결함밀도는 이 근처가 응력이 집중된 영역임을 반영하고, 특히 한쪽 방향의 분역벽에만 결함이 밀집된 결함구조를 가지고 있음을 확인하였다.

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융액인상법에 의한 Nd;YAG 단결정 성장시 온도구배의 변화에 따른 결함거동 (Effect of Temperature Gradient on the Defects of Nd;YAG Single Crystal Grown by Czochralski Method)

  • 김한태;배소익;이상호;정수진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권10호
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    • pp.1015-1020
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    • 1997
  • In the Nd;YAG crystal growth by Czochralski method, the relationship between the core formation and the solid-liquid interface was observed by controlling the temperature gradient in the furnace. When the crystal was grown along<111> direction, defects and core area were reduced as the temperature gradient increased. The optimum temperature gradient was found to be higher than 4$0^{\circ}C$/cm. The Nd3+ concentration analysis by ICP-Mass showed that the segregation coefficient was about 20% higher in the core region than core-free region, where the segregation coefficients of core region and core-free region were 0.22 and 0.18, respectively.

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