초록 ▼

장식용 보석으로 천연보석에 버금가는 합성석 단결정인 색상 Spinel 을 FZ법으로 제조한다. 용융점이 매우 높아 (2135$^{\circ}$C)적당한 첨가물을 첨가하여 용융점을 낮춤과 동시에 전이 금속원소로 하여금 Color Center 역할을 하게 하여 다양한 Color를 발생시킨다. 두번째로 Rutile 단결정은 옅은 황색을 띄는 단결정으로 고온에서 Oxygen Vacancy 생성이 매우 커 전기 전도도 및 비저항의 차이 등 물성에 큰 영향을 준다. 합성석으로도 가치가 있어 높은 굴절률과 분산률을 갖는다.

장식용 보석으로 천연보석에 버금가는 합성석 단결정인 색상 Spinel 을 FZ법으로 제조한다. 용융점이 매우 높아 (2135$^{\circ}$C)적당한 첨가물을 첨가하여 용융점을 낮춤과 동시에 전이 금속원소로 하여금 Color Center 역할을 하게 하여 다양한 Color를 발생시킨다. 두번째로 Rutile 단결정은 옅은 황색을 띄는 단결정으로 고온에서 Oxygen Vacancy 생성이 매우 커 전기 전도도 및 비저항의 차이 등 물성에 큰 영향을 준다. 합성석으로도 가치가 있어 높은 굴절률과 분산률을 갖는다. DrTiO/sub 3/단결정은 Diamond 대용품이라고 불리울 만큼 아름다운 합성석이다. 'Star Dia'라고도 불리워지며 Diamond 와 같은 'Firing'현상이 눈에 띄게 좋다. 본 연구에서는 위 세가지의 합성석 개발을 2차년도 최종목표로하며, 그 연구를 성공적으로 수행하였다.

목차 Contents

• 1.서론...9
• 1-1 합성석 단결정 성장에 관한 연구...9
• 1-1-1 단결정 연구의 중요성...9
• 1-1-2.합성석 단결정 연구의 중요성...10
• 1-2 합성석 단결정 육성연구 및 범위...11
• 1-3 본 연구의 목표...13
• 2.Floating Zone법에 의한 단결정 성장...14
• 2-1 Floating Zone법의 기본원리...14
• 2-2 Floating Zone법으로 성장된 단결정...19
• 2-3 본 연구에의 적용...20
• 3.Floating Zone법에 의한 Colored Spinel단결정 성장...21
• 3-1 Spinel단결정...21
• 3-1-1 구조...21
• 3-1-2 상평형도...21
• 3-1-3 결정의 외관 및 특성...23
• 3-2 Colored Spinel단결정...23
• 3-2-1 Dopants...23
• 3-2-2 용도 및 특색...26
• 3-3 Colored Spinel단결정 성장...26
• 3-3-1 원료준비...26
• 3-3-2 원료봉 제작...27
• 3-3-3 단결정 성장...27
• (1)Blue Spinel...27
• (2)Red Spinel...28
• (3)Green Spinel...33
• 3-3-4 결과...33
• 3-3-5 분석...35
• 3-4 Discussion...35
• 3-4-1 성장계면의 양상...35
• 3-4-2 Molten Zone의 안정성...42
• 4.Rutile(TiO₂)단결정 성장...44
• 4-1 Rutile 단결정...44
• 4-1-1 구조...44
• 4-1-2 결정의 특성...44
• 4-1-3 응용분야...46
• 4-2 Rutile 단결정 성장...48
• 4-2-1 원료봉 제작...48
• 4-2-2 단결정 성장...48
• 4-2-3 결과 및 분석...48
• 4-3 Discussion...50
• 4-3-1 Annealing...50
• 5.SrTiO₃단결정 성장...55
• 5-1 SrTiO₃단결정...55
• 5-1-1 구조...55
• 5-1-2 상평형도...57
• 5-1-3 결저의 특성...57
• 5-2 SrTiO₃단결정 성장...59
• 5-2-1 원료봉 제작...59
• 5-2-2 단결정 성장...59
• 5-2-3 결과 및 분석...60
• 6.결론...62
• 6-1 Colored Spinel단결정...62
• 6-2 Rutile단결정...64
• 6-3 SrTiO₃단결정...64
• 참고문헌...66