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新しいタイプの異方性セラミックスレーザー材料の開発に成功

—結晶粒を光の波長の約10分の1に制御する合成手法を確立—

国立大学法人北見工業大学
国立研究開発法人物質・材料研究機構
国立大学法人東京医科歯科大学

国立大学法人北見工業大学の古瀬裕章准教授、NIMSの金炳男グループリーダー、国立大学法人東京医科歯科大学の堀内尚紘助教らの共同研究チームは、新しいタイプの異方性セラミックスの透明化と、そのレーザー発振の実証に初めて成功しました。

概要

国立大学法人北見工業大学の古瀬裕章准教授、国立研究開発法人物質・材料研究機構の金炳男グループリーダー、国立大学法人東京医科歯科大学の堀内尚紘助教らの共同研究チームは、この度、新しいタイプの異方性セラミックスの透明化と、そのレーザー発振の実証に初めて成功しました。多結晶セラミックスは単結晶体と比較して様々な利点 (例えば大口径化、複合化等) を有していますが、通常、多数の結晶粒で構成される多結晶セラミックスでは、結晶方位に対して一様な屈折率を持つ立方晶系材料でしかレーザー品質の透光性が得られておらず、非立方晶系材料 (サファイアやアパタイト) は単結晶体のみが実用されていました。しかし、非立方晶系材料においても結晶粒径を光の波長の約10分の1に抑制することで粒界散乱を低減でき、極めて高品質な透明セラミックスが作製できること、そしてレーザー発振に至ることを明らかにしました。同様のアプローチは国内外の研究者らによって試みられてきましたが、レーザー発振に至ったのは本研究が初めてです。この研究成果は、高度な粉体合成技術、焼結技術、レーザー技術を駆使することで得られた成果であり、学術的にも大きな意義があります。今後は、本成果を基に、様々な新レーザー材料が開発され、光技術が飛躍的に発展すると期待されます。

「プレスリリース中の図3,4 : (左) Nd添加フッ化アパタイト焼結体の微細組織写真。(右) Nd添加フッ化アパタイトの直線透過スペクトルおよび散乱スペクトル。」の画像

プレスリリース中の図3,4 :
(左) Nd添加フッ化アパタイト焼結体の微細組織写真。
(右) Nd添加フッ化アパタイトの直線透過スペクトルおよび散乱スペクトル。



発表雑誌

題目 : Transparent non-cubic laser ceramics with fine microstructure
著者 : 古瀬裕章 (北見工業大学) , 堀内尚紘 (東京医科歯科大学) , 金炳男 (物質・材料研究機構)
雑誌 : Scientific Reports誌 (出版社 : Nature Publishing Group)
掲載日時 : 2019年7月16日 (火) (オンライン公開)
DOI : 10.1038/s41598-019-46616-8


本件に関するお問合せ先

(研究内容について)
北見工業大学 工学部
准教授 古瀬裕章 (ふるせ ひろあき)
E-Mail: furuse=mail.kitami-it.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
物質・材料研究機構 機能性材料研究拠点
機能性粉体・セラミックス分野
外場制御焼結グループ グループリーダー
金炳男 (Kim Byung-Nam)
E-Mail: kim.byung-nam=nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
(報道について)
北見工業大学 総務課広報担当
TEL:0157-26-9116
FAX:0157-26-9174
E-Mail: soumu05=desk.kitami-it.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
経営企画部門 広報室
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
TEL: 029-859-2026
FAX: 029-859-2017
E-Mail: pressrelease=ml.nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
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