쵸크랄스키법에 의한 광학용 Bi4Ge3O12 단결정 육성

초록

Bi4Ge3O12(이하 BGO로 약함) 결정은 높은 Z(짧은 방사선 길이), 비흡습성과 잔관의 결여 등의 장점이 있고, 또한 원자수와 밀도가 NaI,CsI와 같은 xcintillator 보다 훨씬 높아서 크기가 작은 검출기에서 고준위의 복사선 검출을 할 수 있어 scintillator, 특히 고 에너지 물리 열량계의 감지기를 제조하는데 사용되고 있다. 쵸크랄스키법으로 BGO 단결정을 성장할 때 단결정에 영향을 미치는 요소는 출발물질의 조성, 온도구배 및 종자결정, 회전속도 등이 있다. 특히 종자결정의 회전속도와 온도구배는 결정과 용액사이의 계면모양의 변화에 영향을 주며, 이 계면모양이 볼록하고 오목할 때, 결정내의 균열, 결정결함 또는 침출물에 발생하는 원인이 된다. 본 연구에서는 온도구배와 종자결정의 회전속도를 변화시키면서 평평한 계면을 얻기위한 상호관계를 규명하여 광학적으로 결함이 적은 우수한 단결정을 쵸크랄스키법에 의해 육성하고자 하였다.