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導電性酸化物半導体を用いた新規ELシステムの開発

Research Project

Project/Area Number 15750168
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Inorganic industrial materials
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

園山 範之  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (50272696)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2005: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords電気化学発光 / 透明導電性酸化物 / 蛍光体 / 衝突励起 / 希土類イオン
Research Abstract

本研究では、次世代無機ELデバイス材料となる発光素子材料の探索を目的としている。昨年度までの研究で、逆スピネル構造を持つMgIn_2O_4に希土類イオンをドープすると強い電気化学発光を示すことを見出した。今年度は、このMgIn_2O_4のMgを一部Caと置換して、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4固溶体を合成し、構造変化の電気化学発光へ与える影響を調べた。Ca濃度を変化させると、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4のX線回折図形の反射のシフトが観測され、固溶体が形成されていることが明らかになった。希土類をドープしたMg_<1-x>Ca_xIn_2O_4は明るい電気化学発光を示し、Ca濃度25%時に、2倍以上電気化学発光効率が改善されることが明らかになった。電子導電性はCaの添加により、大きな減少は見られなかった。電気化学発光では、高エネルギーを持った電子が発光中心に衝突することにより発光中心の励起が行われるため、電子導電性は発光特性を得るためには重要な物性である。Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4では、電子導電パスを形成するインジウムのネットワークを切断することなく、母体の構造を変化させることが出来るため、発光効率が改善したものと思われる。
また、本材料のさらに広い範囲での応用を目指して、電子線励起発光(CL)を測定した。CLもELと同様、電子により発光中心を励起するため、蛍光体材料に電子導電性が求められる。Er,EuをドープしたMgIn_2O_4のCLを測定したところ、母体に由来すると思われるブロードな発光の他に、希土類由来の明るいシャープな発光が観測された。以上のことより、本材料がCL発光を利用した表示デバイスであるフィールドエミッションディスプレイ用の蛍光体として応用可能であることが明かになった。

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (8 results) Publications (4 results)

  • [Journal Article] Electrochemical Luminescence of Rare Earth Metal Ion Doped MgIn_2O_42006

    • Author(s)
      N.Sonoyama, K.Kawamura, A.Yamada, R.Kanno
    • Journal Title

      Journal of the Electrochemical Society 153(3)

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    • Author(s)
      D.Mori, N.Sonoyama, A.Yamada, R.Kanno, M.Azuma, M.Takano, K.Suda, N.Ishizawa
    • Journal Title

      Journal of Solid State Chemistry 177(5-6)

      Pages: 935-940

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis, structure, and electrochemical properties of epitaxial perovskite La_<0.8>Sr_<0.2>CoO_3 film on YSZ substrate.2006

    • Author(s)
      D.Mori, H.Oka, Y.Suzuki, N.Sonoyama, A.Yamada, Kanno, Ryoji, Y.Sumiya, N.Imanishi, Y.Takeda
    • Journal Title

      Solid State Ionics 177(5-6)

      Pages: 535-540

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electrochemical, Magnetic, and Structural Investigation of the Lix(MnyFe1-y)PO4 Olivine Phases.2006

    • Author(s)
      A.Yamada, Y.Takei, H.Koizumi, N.Sonoyama, R.Kanno, K.Itoh, M.Yonemura
    • Journal Title

      Chemistry of Materials 18(3)

      Pages: 804-813

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photoluminescence dependence on imposing bias for ZnGa_2O_4 and ZnGa_2O4 activated with Mn^<2+> or Cr_^<3+> n-type semiconductor electrodes.2005

    • Author(s)
      T.Ohtake, N.Sonoyama, T.Sakata
    • Journal Title

      Electrochemistry Communications 7(12)

      Pages: 1389-1392

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  • [Journal Article] Nano-sized γ-Fe_2O_3 as lithium battery cathode.2005

    • Author(s)
      S.Kanzaki, T.Inada, T.Matsumura, N.Sonoyama, A.Yamada, M.Takano, R.Kanno
    • Journal Title

      Journal of Power Sources 146(1-2)

      Pages: 323-326

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    • Author(s)
      R.Kanno, M.Murayama, T.Inada, T.Kobayashi, K.Sakamoto, N.Sonoyama, A.Yamada, S.Kondo
    • Journal Title

      Electrochemical and Solid-State Letters 7(12)

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    • Author(s)
      N.Sonoyama, T.Sakata
    • Journal Title

      Adv.Environ.Res 8

      Pages: 287-291

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  • [Publications] N.Sonoyama, S.Seike, T.Sueoka, T.Sakata: "Electrochemical Decomposition of Trihalomethane in Tap Water"J.Appl.Electrochem.. 33. 1049-1055 (2003)

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  • [Publications] N.Sonoyama, T.Sakata: "Electrochemical Hydrogenation of Chlorodifluoromethane (HCFC-22) at Metal and Metal-phthalocyanine Supported Gas Diffusion Electrodes"Adv.Environ.Res.. 8. 287-291 (2004)

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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