全合成純粋石英ガラスにおける散乱損失、特に脈理の原因に関する研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460143
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 大木 義路 早稲田大学, 理工学部, 教授 (70103611)
• 研究分担者: 長沢 可也 湘南工科大学, 工学部, 助教授 (20180474) ; 浜 義昌 早稲田大学, 理工学研究所, 教授 (40063680)
• キーワード: 全合成純粋石英ガラス / 脈理 / 異常結合 / 光吸収 / 光ルミネッセンス / 電子スピン共鳴

研究概要

全合成純粋石英ガラスにおける脈理、すなわち屈折率差を生じる原因は密度の揺らぎであると考えられ、これは原子レベルでみれば異常な結合状態(例えば〓SiーSi〓、〓SiーClなど)を生じている可能性が高いと考えた。これらのことを踏まえ、2年度においては、これらの異常結合を電離放射線やレ-ザ照射等により励起することにより欠陥を電子スピン共鳴、光吸収、光ルミネッセンス等の手段により観測した。
酸素欠乏試料において、従来SiO_2において報告例の少ない3重項欠陥の生成を観測した。その試料依存性、および各種熱処理に対する挙動から、その生成が酸素空孔に関連していることを明らかにした(R.Tohmon et al.Physical Review B,41,7258(1990))。
非架橋酸素ラジカル(NBOHC、〓SiーO・)の光吸収および光ルミネッセンスのピ-クシフトから、その種々の形態を観測した。NBOHCは水素結合の有無により、2つの形態が存在することを明らかにした(Munekuni et al.,Journal of Applied Physics,68,1212(1990))。
放射線照射あるいはレ-ザ照射による異常結合からの欠陥生成メカニズムを明らかにした。多光子吸収等によるバンド間遷移によって生じた電子・正孔対あるいは励起子による前駆体(異常結合)へのエネルギ-移動によって欠陥生成が起こることを明らかにした(H.Nishikawa et al.,Physical Review B,41,7828(1990))。

研究成果

• [文献書誌] R.Tohmon,A.Ikeda,Y.Shimogaichi,S.Munekuni,K.Nagasawa,Y.Hama: "Spatial distribution of defects in highーpurity silica glasses" Journal of Applied Physics. 67(3). 1302-1306 (1990)
• [文献書誌] R.Tohmon,Y.Shimogaichi,Y.Tsuta,S.Munekuni,Y.Ohki,Y.Hama,K.Nagasawa: "Tripletーstate defect in highーpurity silica glass" Physical Review B. 41(10). 7258-7260 (1990)
• [文献書誌] H.Nishikawa,R.Nakamura,R.Tohmon,Y.Ohki,Y.Sakurai,K.Nagasawa,Y.Hama: "Generation mechanism of photo induced paramagnetic centers from preexisting precursors in highーpurity silicas" Physical Review B. 41(11). 7828-7834 (1990)
• [文献書誌] S.Munekuni,T.Yamanaka,Y.Shimogaichi,R.Tohmon,Y.Ohki,K.Nagasawa,Y.Hama: "Various types of nonbridging oxygen hole center in highーpurity silica glass" Journal of Applied Physics. 68(3). 1212-1217 (1990)
• [文献書誌] 西川 宏之,中村 龍太,東門 領一,長沢 可也,大木 義路,浜 義昌,桜井 勇良: "純粋石英ガラスのArFエキシマレ-ザ誘起欠陥の生成メカニズム" 電気学会研究会資料(絶縁材料研究会). EIMー89. 57-66 (1989)
• [文献書誌] 中村 龍太,杉沢 秀伸,西川 宏之,大木 義路,浜 義昌,長沢 可也: "純粋石英ガラスにおけるF_2レ-ザ誘起常磁性欠陥" 電気学会研究会資料(絶縁材料研究会). EIMー90. 75-84 (1990)