■■■図８■■■■■℃焼成■■添加■■ ■■の蛍光スペクトル■５．考察およびプロセスの改善■■■・■■プロセス改善のための検討■合にはインコメンシュレート相である■■■■■ ■■■■■■■■■■■が異相の主成分となっていて，■■■■■■からの回折ピークは弱くなっている．ここで注意すべきは，■■■■添加濃度が低い場合波長■■■■■■■などを中心とした非常に鋭い蛍光成分（図７の↓で示したピーク）が観察されることである．この傾向のピーク波長は，■■■で作成された■■■■添加■■ ■■のエピ成長膜からの蛍光のピーク波長と一致していた１０）．■図６■■■■■■■％■■■添加■■ ■■の蛍光スペクトル■図７■■■■■℃大気圧焼成処理により得られた■■添加■■ ■■の蛍光スペクトルの■■濃度依存性■アルミナのコランダム構造に■■■■が固溶しにくい以上，低い添加濃度であるほど■■は固溶しやすくなるはずである．このことから，図７において低添加濃度試料で観察された■■■■■■■などを中心とした非常に鋭い蛍光ピークを示す結晶相こそが我々が求める■■■■添加サファイアであると考えられる．文献１０）で採用されている■■■などのエピ成長によりプロセス用の大出力レーザ媒質合成は困難であるため，以下では通常の焼成プロセスで■■■■添加サファイアを合成するための手段について考える．■まず図２に示された第一原理計算結果では，■■■■が高濃度になるほどエネルギーが低くなっている．これは■■■■を多く含む結晶相がより安定であることを示しており，焼成処理において原子拡散距離が長くなるほど■■■■イオンが凝集し異相を形成しやすくなることを意味している．一方エピ成長では成長温度は高温ではなく，従って原子拡散距離は非常に短い．また今回の■■■■源である■■ ■■粉末■■■■の一次粒子径は■■μ■程度であり，一方で■■■シリーズの■■ ■■粉末の一次粒子径が数■■■■■■であるため，焼成開始直後の原子拡散する前段階での■■■■濃度は高く，異相を作りやすい状況であったと考えられる．■以上の考察より，■■■■がコランダム構造の中で安定化する前の段階での■■■■リッチの異相生成抑制には■ff■■ 原子拡散距離が短い低温で原料粉末を生成する■ff ■ ■■ ■■粉末の一次粒子径を■■ ■■粉末より小さくする■の二手法が有効であると考えられる．以下において，これらの改善策の有効性を検証する．■■■・ ■プロセス改善策の検証■原料粉末を作成後にレーザセラミックスへの焼成を行うことを想定し，まずは焼成温度をアルミナ粉末の熱収縮開始温度である■■■■℃■■以下に設定する．易焼結性■■ ■■粉末■■■■■■に■■■■■■％の■■ ■■粉末として■■■■または一次粒子径■■■■■程度の ■■■■■■■（関東化学）を用い，■■■■℃で大気圧■■■時間もしくは■■■■■■■■■■■処理■時間で焼成し試料を得た．これらの試料からの蛍光スペクトルを図８に示す．■■■■℃で処理した試料からの蛍光はエピ成長膜からの蛍光と一致する■■添加■■ ■■の鋭いピークと，結晶場からの影響を受けていない広帯域な波長範囲におよぶ− 232 −
元のページ ../index.html#234