| 研究概要 |
本研究は、申請者の発見した透明なテルライト系ガラスセラミックスにおける第二高調波発生(SHG)の機構を解明し、新しいと透明な光機能を有するガラスセラミックスを開発することを目的とする。得られた成果は次の通りである。1)15K2O-15Nb2O5-70TeO2系ガラスの熱処理によって得られるSHGを示す結晶相の化学組成は、ほぼ(Nb1/3Te2/3)2O4.8に対応し、構造は酸素欠損型の蛍石型構造を有する。この結晶は立方晶からわずかにひずんおり、それがSHGの起源であると結論した。2)xNa2O-(15-x)K2O-15Nb2O5-70TeO2系において得られる結晶相の格子定数はNa^+の置換と共に連続的に減少し、Na^+とK^+が生成する結晶相においてお互いに全率固溶する。SHGは、Na2O/K2O比と共に急激に小さくなり、x=8の透明ガラスセラミックスではSHGは確認できない。3)Nb2O5をWO3,MoO3で置換すると、母体ガラスのガラスの熱的安定性が非常に大きくなり、SHGを示す結晶相の生成は極めて難しくなる。1)SHGの強度は、2段階熱処理した後に両面を研磨して得られた試料と表面をあらかじめ研磨した後に熱処理して得られた試料の場合では、大きく異なる。特に、メーカーフリンジ法でSHGの強度を測定すると、後者の方が前者の場合に比べてかなり大きい。また、後者の場合には明瞭なフリンジパターンも観測されることから、表面近傍における結晶相の配向や結晶自体に内部とはかなり異なる状態が出現している。4)15K2O-15Nb2O5-70TeO2ガラスにEr^<3+>を添加した系では、Er2O3を1.5mol%まで添加しても透明ガラスセラミックスが得られる。この透明なガラスセラミックスに800nmのレーザー光を照射すると、550nm付近に^4S_<3/2>→^4I_<15/2>への遷移に帰属できるアップコンバージョンが明瞭に観測される。5)各種テルライト系ガラスの構造緩和を粘性流動の活性化エネルギーや比熱測定から評価した結果、TeO2系ガラスはSiO2系ガラスなどとは異なり、ガラス転移域においてイオン間や網目構造単位間の再配列が極めて容易に起こることが明らかになった。
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