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2010 Fiscal Year Annual Research Report

レーザー誘起原子加熱法の構築と機能性単結晶パターニング

Research Project

Project/Area Number 19206069
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

小松 高行  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60143822)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 本間 剛  長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (70447647)
Keywordsレーザー照射 / ガラス / 結晶化 / 機能性結晶 / 単結晶ライン / 平面状結晶 / フッ化物結晶 / 強弾性結晶
Research Abstract

本研究は、我々が開発したガラス表面の位置選択的結晶化法、すなわちレーザー誘起原子加熱法(希土類原子加熱法と遷移金属原子加熱法)を様々な機能を有する単結晶パターニング形成に展開し、一般的、汎用的技術として確立、構築すると共に、機能性材料創製に新たなブレイクスルーをもたらすことを目的とする。本年度得られた結果を以下に示す。
○光非線形性結晶KNbO_3、Er^<3+>/Yb^<3+>ドープCaF_2結晶、Y_3Fe_5O_<12>ガーネット結晶をレーザー誘起結晶化法でパターニングすることに成功し、この手法の一般性を実証した。レーザーによる結晶パターニングにおいて、レーザー照射条件の他に、ガラス組成の最適化が極めて重要であることを明らかにした。
○強誘電性LiNbO_3結晶のドットおよびラインをガラス表面上にパターニングし、偏光ラマン散乱スペクトルで結晶の成長方位を決定した。また、結晶形態とレーザー照射条件との関係から、レーザー照射領域の温度分布(勾配)が配向を誘起すること、また、高配向の結晶ライン形成には、核形成の確率を小さくするために、温度分布幅を狭くすることが必要であることを提案した。
○レーザー照射領域のピッチを単一のライン幅よりも大幅に狭く(ラインの重ね合わせ状態)することによって平面状(二次元)のβ-BaB_2O_4結晶のパターニングに成功し、結晶配向、レーザー走査方向と結晶成長方位との関係を明らかにした。平面状にパターニングされた結晶は、単一の結晶ラインと同様に高配向を示すことを実証し、レーザー誘起結晶化法により、ガラス表面上に二次元エピタキシャル(平面状)結晶のパターニングの実現可能性を提案した。

  • Research Products

    (30 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (17 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Preferential growth orientation of laser-patterned LiNbO_3 crystals in lithium niobium silicate glass2011

    • Author(s)
      T.Komatsu, K.Koshiba, T.Honma
    • Journal Title

      Journal of Solid State Chemistry

      Volume: 184 Pages: 411-418

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laser patterning and morphology of two-dimensional planar ferroelastic rare-earth molybdate crystals on the glass surface2011

    • Author(s)
      F.Suzuki, T.Honma, T.Komatsu
    • Journal Title

      Materials Chemistry and Physics

      Volume: 125 Pages: 377-381

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation and laser patterning of perovskite-type KNbO_3 crystals in aluminoborate glasses2011

    • Author(s)
      K.Kioka, T.Honma, T.Komatsu
    • Journal Title

      Optical Materials

      Volume: 33 Pages: 267-274

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origin of periodic domain structure in Er^<3+>-doped β-(Sm,Gd)_2(M_oO_4)_3 crystal lines patterned by laser irradiations in glasses2010

    • Author(s)
      F.Suzuki, T.Honma, T.Komatsu
    • Journal Title

      Journal of Solid State Chemistry

      Volume: 183 Pages: 909-914

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laser patterning and enhanced red luminescence of C_aF_2 crystal dots and lines in Er^<3+>/Yb^<3+> co-doped oxyfluoride glass2010

    • Author(s)
      T.Honma, M.Kanno, T.Komatsu
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering B

      Volume: 171 Pages: 25-30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and laser patterning of Bi-doped Y_3Fe_5O_<12> crystals in germanosilicate glasses2010

    • Author(s)
      F.Suzuki, T.Honma, T.Ishibashi, T.Komatsu, Y.Doi, Y.Hinatsu
    • Journal Title

      Journal of Physics and Chemistry of Solids

      Volume: 71 Pages: 906-912

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Patterning of two-dimensional planar lithium niobate architectures on glass surface by laser scanning2010

    • Author(s)
      T.Honma, T.Komatsu
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 18 Pages: 8019-8024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Approach to thermal properties and electronic polarizability from average single bond strength in ZnO-Bi_2O_3-B_2O_3 glasses2010

    • Author(s)
      T.Inoue, T.Honma, V.Dimitrov, T.Komatsu
    • Journal Title

      Journal of Solid State Chemistry

      Volume: 183 Pages: 3078-3085

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Interpretation of optical properties of oxides and oxide glasses in terms of the electronic ion polarizability and average single bond strength (Review)2010

    • Author(s)
      V.Dimitrov, T.Komatsu
    • Journal Title

      Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy

      Volume: 45 Pages: 219-250

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Li^+ ion conductivity of Li_2O-Nb_2O_5-P_2O_5 glasses and glass-ceramics2010

    • Author(s)
      T.Okada, T.Honma, T.Komatsu
    • Journal Title

      Materials Research Bulletin

      Volume: 45 Pages: 1443-1448

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic polarizability and its temperature dependence of Bi_2O_3-B_2O_3 glasses2010

    • Author(s)
      T.Komatsu, N.Ito, T.Honma, V.Dimitrov
    • Journal Title

      Journal of Non-Crystalline Solids

      Volume: 356 Pages: 2310-2314

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theromo-optic properties and electronic polarizability in alkali tellurite glasses2010

    • Author(s)
      T.Honma, N.Ito, T.Komatsu, V.Dimitrov
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society

      Volume: 93 Pages: 3223-3229

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レーザー誘起結晶化法による酸フッ化物ガラス上へのフッ化物結晶パターニング2011

    • Author(s)
      野地篤、本間剛、小松高行
    • Organizer
      日本セラミックス協会2011年年会
    • Place of Presentation
      静岡大学(浜松市)
    • Year and Date
      20110316-20110318
  • [Presentation] Gd_2O_3-MoO_3系非晶質薄膜の作製と結晶化挙動2011

    • Author(s)
      松田朋子、本間剛、小松高行
    • Organizer
      日本セラミックス協会2011年年会
    • Place of Presentation
      静岡大学(浜松市)
    • Year and Date
      20110316-20110318
  • [Presentation] ガラス組成設計による透明NaNbO_3結晶化ガラスの作製と評価2011

    • Author(s)
      木岡桂太郎、本間剛、小松高行、S.Reibstein, N.Da, L.wondraczek
    • Organizer
      日本セラミックス協会2011年年会
    • Place of Presentation
      静岡大学(浜松市)
    • Year and Date
      20110316-20110318
  • [Presentation] 希土類モリブデン酸塩系ガラスの創製と強弾性β'-RE_2(MoO_4)_3結晶のレーザーパターニング2011

    • Author(s)
      王勇、本間剛、小松高行
    • Organizer
      第49回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      岡山コンベンションセンター(岡山市)
    • Year and Date
      20110111-20110112
  • [Presentation] Laser-Induced Structure Change of CuO-Doped Silicate Glass in Reducing Atmosphere2010

    • Author(s)
      T.Karasawa, T.Honma, T.Komatsu
    • Organizer
      The 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
    • Place of Presentation
      Osaka(Japan)
    • Year and Date
      20101114-20101118
  • [Presentation] Raman Spectroscopic Study of Structure and Crystallization Behavior of ZnO-MoO_3-B_2O_3 Glasses2010

    • Author(s)
      L.Aleksandrov, T.Honma, T.Komatsu
    • Organizer
      The 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
    • Place of Presentation
      Osaka (Japan)
    • Year and Date
      20101114-20101118
  • [Presentation] Electronic Polarizability and Structure Analysis of High ZnO-Containing Bismuth Borate Glasses2010

    • Author(s)
      T.Inoue, T.Honma, T.Komatsu
    • Organizer
      The 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
    • Place of Presentation
      Osaka(Japan)
    • Year and Date
      20101114-20101118
  • [Presentation] Micro-and Nano-Scale Deformations in Optically Transparent Glass-Ceramics with Fresnoite Ba_2TiSi_2O_8 Nanocrystals2010

    • Author(s)
      K.Shinozaki, T.Honma, T.Komatsu
    • Organizer
      The 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
    • Place of Presentation
      Osaka(Japan)
    • Year and Date
      20101114-20101118
  • [Presentation] Fabrication of Lithium Niobate Patterns on Li_2O-Nb_2O_5-SiO_2 Glassy Surface by Laser Irradiation2010

    • Author(s)
      T.Honma, T.Komatsu
    • Organizer
      The 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
    • Place of Presentation
      Osaka(Japan)
    • Year and Date
      20101114-20101118
  • [Presentation] Writing of lithium niobate patterns on sol-gel derived Li_2O-Nb_2O_5-SiO_2 film surface by laser irradiation2010

    • Author(s)
      T.Honma, T.Komatsu
    • Organizer
      XXII International Congress on Glass (ICG2010)
    • Place of Presentation
      Bahia (Brazil)
    • Year and Date
      20100920-20100925
  • [Presentation] Peculiar crystal growth and morphology of ferroelastic crystals in rare earth molybdate glasses2010

    • Author(s)
      F. Suzuki, T. Honma, T. Komatsu
    • Organizer
      XXII International Congress on Glass (ICG2010)
    • Place of Presentation
      Bahia (Brazil)
    • Year and Date
      20100920-20100925
  • [Presentation] Design of nonlinear optical KNbO_3 based crystallized glasses and crystal line patterning2010

    • Author(s)
      K.Kioka, T.Honma, T.Komatsu
    • Organizer
      XXII International Congress on Glass (ICG2010)
    • Place of Presentation
      Bahia (Brazil)
    • Year and Date
      20100920-20100925
  • [Presentation] Laser pattering of two-dimensional optical crystals in glass (Invited)2010

    • Author(s)
      T.Komatsu, F.Suzuki, T.Honma
    • Organizer
      The 17^<th> International Symposium on Non-Oxide and New Optical Glasses (ISNOG 2010)
    • Place of Presentation
      Ningbo (China)
    • Year and Date
      20100613-20100618
  • [Presentation] レーザー誘起結晶化による酸化物ガラス表面への二次元結晶パターニング2010

    • Author(s)
      小松高行、鈴木太志、本間剛
    • Organizer
      無機マテリアル学会第120回学術講演会
    • Place of Presentation
      上智大学(東京都)
    • Year and Date
      20100603-20100604
  • [Presentation] 強弾性希土類モリブデン酸結晶の二次元レーザーパターニングと形態2010

    • Author(s)
      小松高行、鈴木太志、本間剛
    • Organizer
      第27回希土類討論会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(北九州市)
    • Year and Date
      20100527-20100528
  • [Presentation] Morphology and optical properties of laser-patterned crystals in glasses (Invited)2010

    • Author(s)
      T.Komatsu, T.Honma
    • Organizer
      2010 Glass & Optical Materials Division Annual Meeting (The American Ceramic Society)
    • Place of Presentation
      Coming(USA)
    • Year and Date
      20100516-20100520
  • [Presentation] Raman Spectroscopic Study of Structure and Crystallization of MoO_3-La_2O_3-B_2O_3 and MoO_3-ZnO-B_2O_3 Glasses2010

    • Author(s)
      L.Alexsandrov, T.Komatsu, K.Nagamine, K.Oishi
    • Organizer
      International Symposium on Global Multidisciplinary Engineering 2011
    • Place of Presentation
      Nagaoka(Japan)
    • Year and Date
      20100124-20100125
  • [Remarks]

    • URL

      http://mst.nagaokaut.ac.jp/amorph/

URL: 

Published: 2012-07-19  

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