| 研究課題/領域番号 |
16656012
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
井上 哲夫 徳島大学, 工学部, 教授 (60005923)
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| 研究分担者 |
森 篤史 徳島大学, 工学部, 講師 (10239593)
柳谷 伸一郎 徳島大学, 工学部, 助手 (40314851)
鈴木 良尚 徳島大学, 工学部, 講師 (60325248)
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| キーワード | ゲル成長 / PbBr_2 / 磁場中成長 / 音響光学結晶 |
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| 研究概要 |
本年度は、無磁場下でのゲル成長の実験を行った。具体的にはシリカゲルを用いて光学結晶であるPbBr_2の育成を試みた。PbBr_2は音響光学結晶として有望である。我々は以前に、本結晶のメルトからの育成を試みたが、結晶は白濁しやすく、透明結晶を得るのは容易ではなかった。原因は高温での不純物相の生成であると考えた。低温での成長法としては水溶液成長が考えられるが、この物質は水にほとんど溶解しないので適用できなかった。そこでゲル成長を適用することとなった。
Na_2SiO_3・9H_2O水溶液と15mlのCH_3COOH水溶液(2M)および6mlのPbNO_3水溶液(1M)を混ぜ、マグネチックスターラーで2時間撹拌した。その後試験管(35φ×105mm)に流し込み、室温で静置すると3日間でゲル化した。ゲルの上に20mlのKBr水溶液(0.75M)を流し込み。40℃の恒温装置中に静置した。数日後、ゲルとKBr溶液の界面よりゲル中に向かって数mの長さの結晶が短冊状に成長した。しかしX線粉末回折の結果、できた結晶は期待に反してPbBr(OH)であることがわかった。つぎにゲル中の酸性度を上げるために上記のCH_3COOH濃度を2Mから原液(濃酢酸)に変えて育成を行った。この条件で得られた結晶は、X線粉末回折の結果、PbBr_2であることがわかった。育成温度は25℃と40℃の2つの場合について実験を行った。25℃の場合の方が40℃の場合より透明な結晶が得られた。
一方、ゲル中にKBrを混ぜ、その上に乗せる水溶液をPbNO_3水溶液(1M)とした場合には、上記とは異なる結果が得られた。すなわち10日後には、界面近傍には結晶は形成されず、界面よ5mm下に形成された。さらに注目すべき結果は、水に難溶物質でありながら、溶液中に透明な単結晶が成長したことである。これはゲルからBrイオンが水溶液中へ非常にゆっくりと拡散したためと考えられる。
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