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2015 Fiscal Year Annual Research Report

無容器法による希土類酸化物を主成分とする超高屈折率低分散ガラスの合成と構造解析

Research Project

Project/Area Number 25410236
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

増野 敦信  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (00378879)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsニューガラス / ホウ酸ガラス / アッベ数
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,これまでガラス化しないとされていた希土類酸化物を主成分とした組成のガラスを合成し,その光学特性の評価と構造解析を行った.
ガス浮遊炉を利用した無容器法によって,La2O3を主成分としたLa2O3-Nb2O5系ガラス,La2O3-B2O3系ガラスの合成に成功した.いずれのガラスも屈折率が1.9以上の高い値を有しており,かつ非常に小さな波長分散特性を示していた.例えばLa2O3-N2O5系ガラスでは,光学特性や熱特性を向上させる点で,第3成分としてTa2O5やAl2O3,ZrO2などが有効であることがわかった.また,物性データから得られた光学的パラメータや,NMRやラマン散乱などの構造解析から得られた構造情報から,これらの希土類酸化物を主成分とするガラスは,その特性の起源や形成メカニズムにおいて,ネットワークといった従来の考えでは捉えられないことを明らかにした.とくにLa2O3-B2O3ガラスにおいては,B2O3-rich組成では従来型ホウ酸系ネットワークガラスであったのに対して,La2O3-rich組成では,平面型BO3ユニットが完全に孤立しており,La3+とランダムに分布することで非晶質状態を形成していることを,実験的に明らかにすることができた.
本研究で得られた希土類酸化物を主成分とするガラスは,超高屈折率低分散という光学応用上重要な特性だけでなく,従来のガラス形成則から大きく逸脱している点で,ガラス科学の幅を拡げるものである.

  • Research Products

    (20 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Higher refractive index and lower wavelength dispersion of SiO2 glass by structural ordering evolution via densification at a higher temperature2016

    • Author(s)
      A. Masuno, N. Nishiyama, F. Sato, N. Kitamura, T. Taniguchi, H. Inoue
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 6 Pages: 19144-19149

    • DOI

      10.1039/C5RA25106K

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Er3+ infrared fluorescence affected by spatial distribution synchronicity of Ba2+ and Er3+ in Er3+-doped BaO-SiO2 glasses2016

    • Author(s)
      A. Masuno, H. Inoue, Y. Saito
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 6 Pages: 025220

    • DOI

      10.1063/1.4942978

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synchrotron X-ray scattering measurements of disordered materials2016

    • Author(s)
      S. Kohara, K. Ohara, H. Tajiri, C. H. Song, O. Sakata, T. Usuki, Y. Benino, A. Mizuno, A. Masuno, J. T. Okada, T. Ishikawa, S. Hosokawa
    • Journal Title

      Zeitschrift fur Physikalische Chemie

      Volume: 230 Pages: 339-368

    • DOI

      10.1515/zpch-2015-0654

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crack-resistant Al2O3-SiO2 glasses2016

    • Author(s)
      G. A. Rosales-Sosa, A. Masuno, Y. Higo, H. Inoue
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 23620

    • DOI

      10.1038/srep23620

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 大過冷却融液から結晶化した準安定相六方晶鉄酸化物2016

    • Author(s)
      増野敦信,馬込栄輔,森吉千佳子
    • Journal Title

      日本結晶学会誌

      Volume: 58 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expansion of the Hexagonal Phase-Forming Region of Lu1-xScxFeO3 by Containerless Processing2015

    • Author(s)
      A. Masuno, A. Ishimoto, C. Moriyoshi, H. Kawaji, Y. Kuroiwa, H. Inoue
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 54 Pages: 9432-9437

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b01225

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A complete solid solution with rutile-type structure in SiO2-GeO2 system at 12GPa and 1600°C2015

    • Author(s)
      E. Kulik, N. Nishiyama, A. Masuno, Y. Zubravichus, V. Murzin, E. Khramov, A. Yamada, H. Ohfuji, H.-C. Wille, T. Irifune, T. Katsura
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society

      Volume: 98 Pages: 4111-4116

    • DOI

      10.1111/jace.13859

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High elastic moduli 54Al2O3-46Ta2O5 glass fabricated via containerless processing2015

    • Author(s)
      G. A. Rosales-Sosa, A. Masuno, Y. Higo, H. Inoue, Y. Yanaba, T. Mizoguchi, T. Umada, K. Okamura, K. Kato, Y. Watanabe
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Pages: 15233

    • DOI

      10.1038/srep15233

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ガラスにならないZrO2融体の原子・電子構造2015

    • Author(s)
      小原真司,増野敦信,水野章敏,岡田純平,石川毅彦
    • Journal Title

      NEW GLASS

      Volume: 116 Pages: 28-31

  • [Presentation] 修飾酸化物を多く含む二元系ホウ酸ガラスの物性と構造2015

    • Author(s)
      増野敦信,井上博之
    • Organizer
      第56回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-11-12 – 2015-11-13
  • [Presentation] 無容器法による新規酸化物の合成とその機能2015

    • Author(s)
      増野敦信
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会平成27年度秋季大会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-11-12
    • Invited
  • [Presentation] 無容器プロセッシングにより合成した新規機能性ガラスの物性と構造2015

    • Author(s)
      増野敦信
    • Organizer
      日本鉄鋼協会高温プロセス部会ノーベルプロセッシングフォーラム
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-11-02
    • Invited
  • [Presentation] Local structure around Er atoms in oxide glasses investigated by EXAFS and MD simulation2015

    • Author(s)
      A. Masuno
    • Organizer
      The 9th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • Place of Presentation
      エポカルつくば(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-10-19 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Containerless Solidification of Undercooled SrO-Al2O3 Binary Melts2015

    • Author(s)
      A. Masuno, K. Kato, H. Inoue
    • Organizer
      ICG annual meeting
    • Place of Presentation
      バンコク(タイ)
    • Year and Date
      2015-09-20 – 2015-09-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 無容器法により作製したガラスおよび高密度ガラスの物性と構造2015

    • Author(s)
      増野敦信
    • Organizer
      SPRUC地球惑星科学研究会・高圧物質科学研究会・機能性材料ナノスケール原子相関研究会合同研究会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県春日市)
    • Year and Date
      2015-09-12
    • Invited
  • [Presentation] Optical and structural properties of densified silica glasses2015

    • Author(s)
      A. Masuno
    • Organizer
      Workshop on Advanced Glasses with New Functionalities
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      2015-08-04
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 無容器法が拓く新しいガラスの科学2015

    • Author(s)
      増野敦信
    • Organizer
      日本セラミックス協会ガラス部会夏季若手セミナー
    • Place of Presentation
      メルパルク松山(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      2015-08-02
    • Invited
  • [Presentation] 無容器法によるガラスの合成とその機能2015

    • Author(s)
      増野敦信
    • Organizer
      第113回ニューガラスセミナー
    • Place of Presentation
      日本ガラス工業センター(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-07-07
    • Invited
  • [Presentation] Optical properties of permanently densified silica glass2015

    • Author(s)
      A. Masuno, N. Nishiyama, F. Sato, T. Taniguchi, H. Inoue
    • Organizer
      The 2015 Joint Meeting of DGG-ACerS GOMD
    • Place of Presentation
      マイアミ(アメリカ)
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-21
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 超高弾性率ガラスの開発に成功 -無色透明で、薄くても丈夫なニューガラス-

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/publication/topics/2015/20151016press1.pdf

URL: 

Published: 2017-01-06  

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