インディアライト/コーディエライト結晶化ガラス· ミリ波誘電体基板を支える球晶

摘要

次世代 5G、6G 移動体通信は大容量伝送が可能なミリ波帯が使われ、低損失（高 Q）且つ低誘電 率材料が求められている。コーディエライト組成のガラスから結晶化で得られたインディアライト/コーディ エライト結晶化ガラスは、誘電率 4.7 と低く、品質係数 Qf は 200 x 103 GHz 以上の高特性が得られている 。 1) しかしながら、このガラスは結晶化に際して、図 1(a)(b)に示したようにガラス表面から結晶化するので異方 性熱膨張によりクラックが発生する（図 1(c)）2)。このクラックを防止するために核形成剤 TiO2 を添加して ガラス内部からの結晶化を企画した。TiO2 を 10 wt%添加したコーディエライト組成のガラスを 1200°C/10h で結晶化した試料の薄片を偏光顕微境で観察した（図 2(a)）。直径 20μm 程度の球晶が全面に渡って析出した。 この球晶一つ一つは、一点から核発生して四方八方に成長したものである。核から成長した針状の結晶は、 偏光板の振動方向と平行の場合黒い筋（アイソジャイアー：消光位）を、45°回転した場合（対角位）明る い黄色(R = ca.200 nm)を呈している。結晶の伸長方向と振動方向が一致しているので直消光する結晶である。 この偏光顕微境写真に鋭敏色検板（R = 530 nm）を挿入した場合の写真を図 2(b)に示す。十字を示す球晶の第 １象限が青色(R = |200 + 530| =730 nm)であるから相加、第 2 象限が黄色(R = |200 - 530| = 330 nm)であるから相 減。これにより結晶の伸長性(Zone Character: Z.C.)は、伸長方向に遅い光（Z’）が振動しているので正である。 一方、文献 よりコーディエライトの c 軸伸長した Z.C.は図 3 から負である。この矛盾に関しては今後の検 4) 討が待たれる。第 44 回学術写真賞応募作品：採択ならず。