| Project/Area Number |
23K21035
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| Project/Area Number (Other) |
21H01611 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science (2022-2024)
Kitami Institute of Technology (2021) |
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Principal Investigator |
古瀬 裕章 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 独立研究者 (50506946)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 孝治 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, グループリーダー (20354186)
金 炳男 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, NIMS特別研究員 (50254149)
鈴木 達 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, グループリーダー (50267407)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
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| Keywords | 透光性セラミックス / レーザー / 配向制御 / パルス通電焼結 / 微結晶粒 / レーザ / 配向組織 |
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| Outline of Research at the Start |
透明な多結晶セラミックスは、大型化が容易なことから高出力レーザー材料として利用されているが、異方性（非立方晶系）材料の場合、複屈折による粒界散乱がレーザー出力を制限している。本研究の概要は、異方性多結晶セラミックスを有効なレーザー材料へ展開するために、結晶粒の「微細化（ナノ組織化）」と「配向制御」の両方に取り組むことで粒界散乱を低減するとともに、焼結組織（粒径、配向度）とレーザー特性（出力、効率）との関連を明らかにし、高出力化を目指すことである。さらに、強異方性かつ二軸性結晶に対しても本手法を展開し、組織制御や光学特性との関連を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、複屈折を有する非立方晶系材料に対して、「結晶粒の微細化」と「配向制御」の両立により粒界散乱を抑制してレーザー品質の透明多結晶セラミックスを作製し、高出力を得ることである。2023年度は、セラミックスの光散乱が波長に依存することに着目して、長波長領域で発振可能な材料開発に取り組んだ。その結果、透過率向上の効果は得られた。また、2022年度に実施した配向成形体の焼結を行い、光学品質に与える影響について調査した。 また、S-FAPセラミックスでは初めてのレーザー発振を実証することができ、論文にまとめた。これまでに得られた成果について、4件の国際会議で招待講演を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
様々な希土類添加材料で透明焼結体を作製することができた。さらに、S-FAPにおいて、レーザー発振の実証に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に、微結晶粒と磁場配向は相反関係にあることから、最適な初期粉体寸法を見出す必要がある。また、分散条件が焼結体の光学品質に与える影響を詳細に調査する必要がある。系統的に条件を変えた材料作製をすることで、微結晶粒と磁場配向を両立する条件を探索する。
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