| 研究課題/領域番号 |
15K05651
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
鈴木 健伸 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60367828)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 透明結晶化ガラス / 固溶体 / 結晶場制御 / 局所フォノン制御 / 太陽光励起レーザー |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的はネオジムとクロムを共添加したナノメートルサイズの固溶体結晶をガラス中に分散させた透明結晶ガラスを作製し，特に固溶体結晶の組成を制御することでクロムの局所フォノンとフォノン場を制御し，クロムの非輻射緩和率を下げ，クロムからネオジムへのエネルギー移動効率を向上させることで，効率の高い太陽光励起レーザ媒質を創製することを目的としている．
昨年度までに，ネオジムとクロムを共添加することができそうな結晶相の候補としてペロブスカイト相を含む酸化物結晶化ガラスとBaAlBO3F2またはBaAlF5を含む酸フッ化物結晶化ガラスの組成および作製条件の探索を行ってきた．酸化物結晶化ガラスに関しては透明な結晶化ガラスは得られておらず，酸フッ化物ガラスにおいてはネオジムとクロムがガラス中に存在することが強く示唆される結果が出ており，いずれにおいてもネオジムとクロムを共添加した透明結晶化ガラスを作製することはできていない．
その一方で，LiGa5O8を結晶相とする透明結晶ガラスにクロムとネオジムを共添加すると，クロムは結晶相にネオジムはガラス相に存在するようになると考えられるが，クロムの発光をネオジムが吸収するだけでなく，クロムからネオジムへの非輻射でのエネルギー移動も同時に起こることが発光スペクトルおよび発光寿命の測定から明らかになり，結晶相中にクロムとネオジムを共添加することは必ずしも必須ではないことが明らかになった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
これまでのところ，クロムとネオジムを十分に高い濃度で共添加することができる結晶相をガラス中にナノメートルサイズで析出させることができていない．その点では当初の計画どおりに進んでいるとは言えない．その一方で，当初は想定していなかったポジティブな結果として，クロムが結晶相に含まれていればネオジムはガラス中に存在していても，クロムからネオジムへのエネルギー移動が生じることと，ガラス状態でもクロムの局所フォノンエネルギーを下げることができれば，クロムからネオジムへのエネルギー移動が生じうることを示唆する結果も出つつある．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画どおりにクロムとネオジムを共添加させることができる透明結晶化ガラスの組成の探索および作製条件の明確化を引き続き実施するとともに，クロムとネオジムのそれぞれが結晶相とガラス相に共添加された透明結晶化ガラスにおいて，結晶相の固溶帯化によってクロムの結晶場と局所フォノンエネルギーを同時に制御することで当初の目標通りのエネルギー移動効率の達成を目指す．
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