強誘電体超微粒子含有テルライト系ガラスの作製と非線形光学効果

• Project/Area Number: 04650697
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 無機工業化学・無機材料工学
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 小松 高行 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (60143822)
• Project Period (FY): 1992
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1992)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1992: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: テルライト系ガラス / 強誘電体 / 非線形光学効果 / 微粒子 / 透明化プロセス

Research Abstract

本研究の目的は、熱処理法および溶解分散法を用いて強誘電体微結晶を多量に含有した透明なテルライト系ガラスを作製し、新しい非線形光学ガラスとしての可能性を検討することである。得られた研究成果をまとめると次のようになる。
1.50TeO_2-35Li_2O-15Nb_2O_5組成のガラスを二段熱処理することにより、粒径約10μmの強誘電体LiNbO_3結晶を含有した透明なガラスの作製に成功した。また、70TeO_2-15BaO-15TiO_2組成のガラスから粒径約10μmのBaTiO_3結晶を析出させることに成功した。粒径が非常に大きいにも係わらず透明になった理由は、マトリックスであるテルライト系ガラスと析出した強誘電体結晶との屈析率差が非常に小さく、界面での光の散乱が少ないためと解釈された。
2.安定なテルライト系ガラスに焼結法で作製したLiNbO_3およびKNbO_3結晶を直接分散させる方法を新たに開発した。LiNbO_3結晶の場合は、80TeO_2-15Li_20-5Nb_2O_5組成のガラスを用いると有効にLiNbO_3結晶を分散させることができた。Li_2O/Nb_2O_5比の大きい組成を用いることがポイントであり、これはLiNbO_3結晶のLi^+イオンが選択的にガラス中に溶解することを抑えているためと解釈した。KNbO_3結晶の場合は、種々の組成のテルライト系ガラスに有効に分散させることができた。いずれの場合でも、ガラス中の結晶の粒径は10μm程度であり、試料は透明であった。
3.KNbO_3結晶を含有した透明なテルライト系ガラスから第二高調波の発生を確認した。したがって、本研究で開発した複合ガラス試料は新しい非線形光学ガラスとして期待できることがわかった。