| 研究概要 |
アナターゼ型単結晶を化学蒸気輸送法で作成した.得られた結晶を酸素圧1MPa,或いは水素ガス流中で熱処理することで酸素欠陥の制御を行った.その結果,吸収スペクトルからはas-grown(紫色透明),酸素処理400℃(黄色透明),同600℃/80hr(無色透明),水素処理(紫、青色透明)となり、これらの色を持つ結晶が各種の熱処理で得られ,且つ相互の変換も可能であることが分かった.得られた結晶についてESRの測定を行ったところ、as-grown、水素処理試料では同じg値が得られ,g値の結晶軸に対する角度依存性から、Tiの位置に中心を持つd軌道でESRスペクトルがよく説明できることがわかった。無色透明のアナターセ結晶はESR信号が観測されないことを考慮すれば,欠陥は酸素で、そのためにTi^<3+>のESR信号が得られたと結論できる.一方,黄色透明試料はこれらとは全く違ったESRスペクトルであった.
Nbのドープを同じく化学蒸気輸送法で作成した.結晶は灰色で2eVに幅広い吸収帯を持つスペクトルであった.
新しいTiO_2相を求めて、ダイアモンドアンビルを用い単結晶,及び粉末について圧力誘起相転移をラマン、およびX線回折で測定した.アナターゼ単結晶では4.3GPaでTiO_2高圧相に転移し,その相は常圧に戻しても変わらない.一方,粉末試料では4.5〜8GPaの範囲で徐々に高圧相に変化した.この違いは、粉末試料が単結晶を砕いて得られたものであることから、粒径の違いと粒子中に導入された歪みが原因と思われる.
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