光誘起現象の増大を目指したナノ構造制御ガラス

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光機能素子の高性能化、小型化の要素技術として光誘起現象の大きなガラス材料の探索と評価を行ないました。(1)銀イオン伝導性カルコゲナイドガラスの光誘起異方性Agをドープしたカルコゲナイドガラスは光照射によってAg^+イオンが光照射領域に移動することが分かっています。この現象は非常に大きな構造変化が生じていると理解でき、従来の材料と比べて大きな光学的異方性が誘起される可能性があります。そこで、Ag濃度の異なる試料について詳しく調べた結果、Ag_<25>As_<25>S_<50>組成のガラスにおいて異方性の発現が顕著であることを見出しました。複屈折の絶対値は0.01にまで達し、母体のカルコゲナイドガラスに比べ一桁大きな現象です。そして偏光による異方性の発現には非常に奇妙な表面変形(猫ひげ状のパターン)が伴っていることを付きとめました。EPMAによる局所的な組成分析から数百ナノメートル周期のAg濃度分布(最大で5at.%)があることがわかりました。この屈折率分布は構造性複屈折を引き起こすと理解できます。猫ひげ状のパターンはAg^+イオンの移動によって形成されると考えられます。(2)カルコゲナイド含有酸化物ガラス(ハイブリッドガラス)の光誘起現象共スパッタ法により、ナノメートルサイズのカルコゲナイドガラスを酸化物ガラス中に分散させた構造(ハイブリッドガラス)の作製を試みました。分光透過率の測定結果から、母体である酸化物ガラス中にカルコゲナイドガラスが分散していることを確かめました。構造柔軟なカルコゲナイドガラスの3次元的な閉じ込めた状態で、光誘起現象が生じることが分かりました。