特異な電・磁場制御のための新しい機能性結晶材料の設計と作製

设计和制造用于独特电场和磁场控制的新型功能晶体材料

• 批准号: 09F09799
• 负责人: 島村 清史
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09799/
• 关键词: 機能性単結晶; メタマテリアル; 誘電率; 誘電損失; テラヘルツ

近年て電場や電磁波、磁場などの相互作用がもたらす特異な物理現象、あるいはそれらの制御に関する研究が注目を集め始めている。本研究ではこれらのための新しい機能性結晶材料の設計と作製を目的とした。磁場の印加により電磁波の一つである光が影響を受け、それを制御することが近年特に光アイソレーターの分野で重要となっている。特にレーザー加工機による精密加工技術が進展しており、反射光を防止する目的に光アイソレーターが欠かせないデバイスとなってきた。これに適した材料として、本研究では優れた特性を有する新結晶TSLAG(Tb3(SC_<1-x>Lu_x)_2Al_5O_<12>)を開発し、その基礎物性の評価を中心に進めた。更に、エレクトライドとして知られるC12A7の圧電特性についても評価を進めた。TSLAGでは直径1インチサイズの大型単結晶が容易に得られ、クラックも入らず安定であった。TSLAGにおいて設計通り各サイトへ各イオンの配置がなされているかを検証するため、Rietveld解析を行った結果、ほぼ設計通りであることがわかった。TSLAGは優れた透過率、大きなファラデー回転角を示した。これらの結果から性能指数を算出した結果、従来材料よりも大きなメリットが特性上得られることがわかった。更に高い品質の指標である消光比を測定した結果、市販品が35dBで、40dBを達成するのは極めて難しいといわれているが、TSLAGは42～46dBの値を再現性良く示した。こうしたことから、TSLAGは高出力化するレーザー加工機用の光アイソレーターデバイスに極めて適した材料であることが示された。C12A7とCaO-Al_2O_3系相図で調和溶融するCAの2種類について、透明単結晶が得られた。C12A7からは圧電特性、誘電特性が観察された。誘電特性のアニール条件依存性を調べたところ、温度に依存した誘電緩和が観察され、誘電損失は成長結晶では極めて大きいが、アニールした場合大幅に減少した。圧電共鳴に関しても温度依存性を調べたところ、温度上昇に伴って増加する傾向が見られた。

In recent years, the interaction of electric field, electromagnetic wave and magnetic field has attracted much attention. The purpose of this study is to design and manufacture new functional crystalline materials. Magnetic field is an important factor in electromagnetic waves, which are influenced by light and controlled by the electromagnetic waves. Special processing machine precision machining technology progress, reflection of light to prevent the purpose of light loss In this paper, the development of TSLAG(Tb3 (SC_<1-x>Lu_x)_2Al_5O_<12>) and the evaluation of its basic physical properties are discussed. In addition, the voltage characteristics of C12A7 are evaluated. TSLAG is easy to obtain and stable in large crystals with a diameter of 1 mm TSLAG design through each server configuration, Rietveld analysis results, design through each server configuration. TSLAG has excellent transmittance and high sensitivity. The results of the calculation of the performance index, the results of the calculation of In addition, the extinction ratio of the high quality index was measured. The results showed that the market products reached 35dB and 40dB, and the TSLAG had good reproducibility of 42~46dB. TSLAG is a high-performance optical fiber for machining. C12A7 and CaO-Al_2O_3 system are mixed and melted, and the two kinds of CA are mixed and transparent. C12A7 has voltage and inductive characteristics. The dependence of induction characteristics on temperature and temperature is adjusted, and the induction loss is greatly reduced. Voltage resonance is related to temperature dependence, and temperature rise tends to increase.

项目成果

Growth of {Tb3}[Sc2−xLux](Al3)O12 Single Crystals for Visible-Infrared Optical Isolators

• DOI: 10.1021/cg100277w
• 发表时间: 2010-06
• 期刊: Crystal Growth & Design
• 影响因子: 3.8
• 作者: K. Shimamura;T. Kito;E. Castel;A. Latynina;P. Molina;E. Vı́llora;P. Mythili;P. Veber;J. Chaminad

The evolution of the dielectric properties of Ca_<12>Al_<14>O_<33> with temperature

Ca_<12>Al_<14>O_<33>介电性能随温度的演变

• 发表时间: 2010
• 作者: Yiuri GARINO;Satoshi KOIZU MI;Tokuyuki TERAJI;Lazea ANDRADA;Elias Castel;K.Shimamura;Elias Castel
• 通讯作者: Elias Castel

Influence of annealing treatments on the dielectric properties of Ca_<12>Al_<14>O_<33>

退火处理对Ca_<12>Al_<14>O_<33>介电性能的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: J.Coupon;et al;E.Castel;J.Coupon;E.Castellw
• 通讯作者: E.Castellw