可實現結晶化玻璃材料中最大光調變性能的新材料：材料世界網

光通訊因可大量傳輸動畫、影音等資訊，已成為現代生活不可或缺的技術。日本東北大學的藤原巧教授帶領的研究小組與該校研究科技術部的宮崎孝道博士等共同研究，開發出支撐光通訊技術的光波控制元件新材料—陶瓷「完全表面結晶化玻璃」，同時實證發現可自由操控光的Pockels效應。經由玻璃成分與奈米結構組織的控制，新材料的Pockels係數達到結晶化玻璃的最高值。新研發成果與現行光纖網路親和性高，可望對設計、製作廉價且量產性優的光波控制元件開發大有助益。

現行光波控制元件係使用具有極大自發極化的LiNbO₃單晶，在生成透明且大型的單晶材料時需要相當多時間，以致成本居高不下。加上負責傳遞資訊的光纖為不規則(Random)結構的玻璃材料，與光波控制元件的結晶材料結構在本質上即有所不同。因此，亟需開發以玻璃為Base的光波控制材料。

截至目前，藤原教授的研究小組一直進行玻璃結晶化的多結晶體陶瓷結晶化玻璃的研究。該小組藉由矽酸鹽玻璃的熱處理，析出擁有自發極化的Sr₂TiSi₂O₈ 結晶，開發出具有高結晶配向性與可見光穿透性的「完全表面結晶化玻璃」，同時成功發現Pockels效應。與過去的結晶化玻璃相比，此「完全表面結晶化玻璃」除了析出結晶的配向性與體積分率高之外，光調變特性相關的Pockels係數也比LiNbO₃ 結晶小，此値的提高在應用上成為重要課題。

與前述Sr₂TiSi₂O₈結晶具同様Fresnoite構造的Ba₂TiGe₂O₈ 結晶具有匹敵LiNbO₃ 結晶的波長轉換特性，因而發現優異的Pockels効應。15TiO₂‒48GeO₂ 組成中，達成目前結晶化玻璃材料中Pockels係數最高値的r₁₃ = 3.6 pm/V，r₃₃ = 3.3 pm/V。上述成果已發表在歐洲陶瓷學會的「Journal of the European Ceramic Society」期刊上。