レーザによる希土類添加ガラスの分相誘起と三次元光メモリ素子

激光诱导稀土掺杂玻璃相分离及三维光存储器件

• 批准号: 17760542
• 负责人: 邱 建備
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760542/
• 关键词: 希土類; フェムト秒レーザー; 分相; 三次元メモリー; ハロゲンガラス

今年度はフェムト秒レーザーによるハロゲン化物ガラス中への分相制御技術の確立を目指し、研究を進めてきた。フェムト秒レーザーを用いて、ガラス中の所望の場所に新しい構造を形成する技術として発展しつつあり、三次元メモリデバイスや、光導波路などを可能にする有力手段として期待されている。フェムト秒レーザーを用いた三次元光回路素子や三次元メモリデバイスなどに関して世界各国で研究が進められている。しかし残念ながら、これまで単なる学術的な可能性などが提案されているが、これまで研究対象となったガラス中の希土類イオンの価数変化の閾値が高く、その実用的はなく、実現化されていない。今回、800nm 250KHzのフェムト秒レーザーを用い、新しい試みとして、塩素を添加したAlF_3系フッ化物ガラス内部にフェムト秒レーザー集光照射し、ナノ領域に希土類イオンが塩素リッチ分相粒を選択的に析出させることにより、集光照射部分のみ発光イオンの価数を局所的に変化させ、スポット読み出しのS/Nを向上することによって高密度三次元光メモリデバイスの実現化を目指す。まず、化学的安定な酸化物系のホウ酸塩ガラス、酸素欠陥形成しやすいテルライトガラスなどを用いて実験を行った。ホウ酸塩ガラスではサマリウムの価数変化が起こるが、閾値の問題を解決できなかった。テルライトガラスではサマリウム二価の発光が観測されなかった。AlF_3系ガラスを用いて、組成最適化することによってサマリウムの価数変化の閾値を調べたが、大きな変化が見られなかった。そこで、このフッ化物系ガラス中に塩化物を添加し新規なガラスを作製した。蛍光解析した結果、サマリウムの価数閾値は塩素量に関係し、約8mol%から急激的に低下することが分かった。さらに、高分解能電子顕微鏡観察することにより、フェムト秒照射した部分に分相が起こり、サマリウムが選択的に塩素リッチ相に析出することが分かった。これは、価数変化の閾値を低下させる原因と考えられる。

今年，我们一直在进行研究，目的是在使用飞秒激光器的卤化玻璃中建立相关技术。它正在作为一种技术开发，可以使用飞秒激光器在玻璃中所需的位置形成新的结构，并有望成为启用三维记忆设备和光波道路的强大手段。使用飞秒激光器的三个维光传感器和三个维内存设备进行了研究。不幸的是，到目前为止，仅提出了学术可能性，但是到目前为止，玻璃中稀土离子的价值变化是很高的，没有实际用途。这次，使用800nm 250kHz的飞秒激光器作为一种新的尝试，在ALF_3型氟化物玻璃内辐射了femto -second激光，并添加了稀土离子，并在纳米区域中选择性地提交了稀土离子它仅在光收集的辐射部件中在本地更改了发光离子的值，并且通过改善现场读数的S/N实现高密度3D光存储器设备。首先，使用化学稳定的氧化物硼酸盐玻璃和防土玻璃进行实验，该玻璃很容易形成氧缺陷。硼酸盐玻璃会改变薪水的价值，但无法解决阈值问题。 Tellite玻璃没有观察到摘要的双光发射。通过使用Alf_3系统玻璃检查samarium的值变化，研究了samarium中价值变化的阈值，但没有看到重大变化。因此，将氯化物添加到基于氟化物的玻璃中以形成新的玻璃。由于荧光分析，发现与氯的量相关的samarium的值阈值从约8 mol％急剧下降。此外，通过观察高分辨率无电子显微镜，发现在飞秒辐照部分中发生了分裂，并且样品被选择性地定义为富含氯的相。这被认为是减少价值变化阈值的原因。

项目成果

Rare-Earth containing Nanocrystal Precipitation and Up-conversion Luminesecence in Oxyfluride Glasses

氟氧化物玻璃中含稀土纳米晶体沉淀和上转换发光

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Nanoscience & Nanotechnology 5
• 作者: J.Qiu;A.Makishima
• 通讯作者: A.Makishima

Long-lasting phosphorescence in Mn^<2+> : Zn_2GeO_4 crystallites containing transparent GeO_2-B_2O_3-ZnO glass-ceramics

Mn^<2> 中的长余辉磷光：含有透明 GeO_2-B_2O_3-ZnO 玻璃陶瓷的 Zn_2GeO_4 微晶

• 发表时间: 2005
• 期刊: Sci.& Tech.Adv.Mater. 6
• 作者: J.Qiu;H.Igarashi;A.Makishima
• 通讯作者: A.Makishima