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ゼオライトを出発原料とした窒化物蛍光体の開発とその生成メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 18760503
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

脇原 徹  Yokohama National University, 大学院・環境情報研究院, 助教 (70377109)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywordsサイアロン / 蛍光体 / 窒化 / 固溶 / NMR / XAFS / ゼオライト / プロセス / 希土類 / 発光 / SiAlON / 結晶化
Research Abstract

近年、酸化物にはない高い共有結合性を活かした窒化物蛍光体が注目されている。しかし、窒化物蛍光体と青色LEDからなる白色LEDは高寿命環境低負荷の照明材料として期待されているものの、赤色発光蛍光体(Ca-αSialon:Eu^<2+>,CaSiAlN_3:Eu^<2+>等)の温度特性や発光効率(吸収効率×量子効率)が不十分であるという問題がある。そこで、申請者は各種原子が原子レベルで均一に混合されている"ゼオライト"に着目し、これを出発原料とした発光中心元素の局所周辺環境が制御された窒化物蛍光体の開発を行った。具体的には、サイアロン蛍光体を作製し、その特性評価を行った。その結果、ゼオライトに発光中心元素をイオン交換した原料を窒化すると蛍光体が作製できるが、発光中心元素酸化物(Eu_2O_3)をゼオライトと混合したものは窒化しても蛍光体にならないことが明らかになった。以上のプロセスを核磁気共鳴法やX線吸収法により解析し、発効中心元素がサイアロン結晶に固溶する過程を調査した。また、本研究では高エネルギー放射光X線に着目し、回折データ(61.7keV:Wavelength=0.20A, Q_<max>=25)より実空間のサブナノメータースケール(〜10A)の構造変化を明らかにした。その結果、窒化初期の非晶質のネットワーク構造は小さいリング構造が最終生成物である結晶ほど生成しておらず、窒化とともに秩序化することが明らかになった。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Nitridation of Silica Characterized by High-energy X-Ray Diffraction Technique2007

    • Author(s)
      Toru Wakihara
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society 90

      Pages: 1562-1565

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of β-SiAlON powder by carbothermal reduction-nitridation of zeolites with different compositions2007

    • Author(s)
      Feng Jin Li, Toru Wakihara, Junichi Tatami, Katsutoshi Komeya, Takeshi Meguro
    • Journal Title

      Journal of the European Ceramic Society 27

      Pages: 2535-2535

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis of High purity β-SiAlON nanopowder from a zeolite by Gas-reduction-nitridation2006

    • Author(s)
      Tomohiro Yamakawa, Toru Wakihara, Junichi Tatami, Katsutoshi Komeya, Takeshi Megro
    • Journal Title

      Ceramic Transaction 190

      Pages: 38-38

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Nitridation of Silica Characterized by High-energy X-Ray Diffraction Technique

    • Author(s)
      Toru Wakihara, Tomohiro Yamakawa, Junichi Tatami, Katsutoshi Komeya, Takeshi Meguro, Shinji Kohara
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Elucidation of the formation mechanism of β-SiAlON from a zeolite

    • Author(s)
      Feng Jin Li, Toru Wakihara, Juichi Tatami, Katsutoshi Komeya, Takeshi Meguro, Kenneth J.D., Mackenzie
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis of Ca-α Sialon using Zeolite as a Raw Material

    • Author(s)
      Toru Wakihara, Satoshi Kamiwaki, Junichi Tatami, Katsutoshi Komeya, Takeshi Meguro
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan (印刷中)

    • NAID

      110006242773

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation Process of beta-SiAlON Powders from a Zeolite Characterized by Nuclear Magnetic Resonance and High Energy X-ray Diffraction Method2007

    • Author(s)
      Toru Wakihara
    • Organizer
      10th International Conference of the European Ceramic Society
    • Place of Presentation
      Berlin
    • Year and Date
      2007-06-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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