リラクサー系強誘電体によるフォトリフラクティブ材料の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350030
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 志村 努 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (90196543)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 的場 修 神戸大学, 工学部, 助教授 (20282593) ; 小田 克郎 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (80177229) ; 黒田 和男 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10107394) ; 芦原 聡 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (10302621)
• Keywords: リラクサー型強誘電体 / フォトリフラクティブ効果 / 圧電効果 / フラックス法

Research Abstract

リラクサー型強誘電体0.91Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-0.09PbTiO_3をフラックス法により育成し、これを切り出し、方位出し、研磨の後[111]方向にポーリングすることにより、この材料が大きなフォトリフラクティブ効果を示すことを明らかにした。これは鉛系リラクサー型誘電体としては世界で初めての観測である。電気光学定数の測定の結果、270pm/Vという大きな値が得られた。フォトリフラクティブ効果としては、波長476nm,光強度1W/cm^2での立ち上がり時定数は12sであった。二光波混合利得は、同じ波長で16cm^<-1>であり、これは強誘電体系のフォトリフラクティブ材料としては最大級の値である。フォトリフラクティブ中心の同定のため、ICPによる元素分析を行ったが、不純物は検出されなかった。このため何らかの欠陥準位がフォトリフラクティブ中心となっていると考えられる。二光波混合でのエネルギー移動の方向と電気光学定数の符号から、主要キャリアは正孔であることがわかった。また二光波混合利得の干渉縞ピッチ依存性の測定から、デバイ波長は0,9μmであることがわかった。第1段階としては特に不純物をドープしない結晶で測定を行ったが、より大きな効果を得るために現在鉄をドープした場合のフォトリフラクティブ効果を測定中である。また[111]方向にポーリングしたサンプルでは、光の散乱が大きく光学的な応用には不向きであるため、現在[110]方向にポーリングした場合の結晶を検討中である。これらの測定結果については、近く発表する予定である。

Research Products

• [Publications] S.Abe, T.Shimura 他: "Photorefractive effect in relaxor ferroelectric material 0.91Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-0.09PbTiO_3"Optics Letters. 28・6. (2003)
• [Publications] Katsuro Oda 他: "Electromagnetic Properties on Lanthanum Manganese Oxides Doped with Iron"Hyperfine Interactions. 139/140. 569-578 (2002)
• [Publications] A.Yamamoto, K.Oda: "Electromagnetic Effect of Mn^<4+> amount in LaMn_<1-x>Ni_xO_3 (0【less than or equal】x【less than or equal】0.1)"Journal of Physics : Condensed Matter. 14. 1075-1083 (2002)