| 研究課題/領域番号 |
16H03855
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宇田 聡 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90361170)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | ニオブ酸リチウム / コングルエント / 化学量論 / 結晶化起電力 / イオン種 / 酸素 / 固液界面 / 熱力学自由度 / 熱力学的自由度 / 擬三元系 |
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| 研究成果の概要 |
周期的なあるいは予期せぬ摂動により非定常状態にある育成環境下でも成長結晶に組成変動が起きない真のコングルエント組成（Li2O:Nb2O5:MgO = 45.30:50.00:4.70）を開発した。本結晶はコングルエントであり、新しい概念の化学量論構造を持ち、Mgや空格子などの欠陥を含む。これらの結晶成長において融液と結晶に存在するあらゆる構成要素の活量が１となり、その結果、イオン種を含むあらゆる化学種は平衡分配係数、k0が１となり、界面が非平衡に移動してもすべての化学種は偏析することなく結晶に分配し、融液組成と同じ組成の結晶が成長する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酸化物融液からの結晶成長では最善の育成環境を整えても必ず非定常成長が起きる。結晶育成技術の限界である。この時、界面での局所平衡が損なわれイオン種偏析がある従来のコングルエント・ニオブ酸リチウム結晶（c-LN）では組成変動が起きる。しかし、「コングルエント＋化学量論」のニオブ酸リチウム結晶が成長する融液（cs-MgO:LN）ではイオン種偏析はないので組成変動はない。真のコングルエント成長である。本研究では成長速度の擾乱が生じても組成が均質で屈折率変動の非常に小さく次世代光学デバイスの作製やOEICの微細加工に十分耐えうる均質結晶を作製する新しいニオブ酸リチウム結晶を開発した。
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