Development of Chemically Responsive Imaging Materials Based on Surface Control of Inorganic Phosphors

• Project/Area Number: 25420715
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: FUJIHARA Shinobu 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60276417)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): HOSONO Eiji 産業技術総合研究所, 省エネルギー研究部門, 主任研究員 (80462852)
• Research Collaborator: KANEKO Natsumi ; TAKAHASHI Mami ; MASUDA Maemi ; KONNO Yoshimi ; TSUCHIYA Yuto ; YAGAMI Takashi ; MATSUMOTO Kazuhiro ; UMEHARA Takashi ; SUGITA Kazuya ; TAKASU Shuhei
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 蛍光体 / ナノ材料 / 光物性 / 表面科学 / イメージング / センシング

Outline of Final Research Achievements

This work was aimed to establish the technology for sensing and imaging chemical or physical information by using apparent changes of luminescence behavior in inorganic phosphor materials. Actually we designed and fabricated phosphor materials that are responsive to the redox conditions in aqueous solutions by luminescence on/off switching or the presence of certain kinds of organic molecules by luminescence enhancement. Through microstructural control during the fabrication process, we could obtain the materials of easy handling and high convenience for practical sensing/ imaging applications.

Research Products

• [Journal Article] Room-temperature fabrication of nanocrystalline CePO₄:Tb³⁺ films by SILAR method and their luminescence-switching properties (2016)
  • Author(s): Maemi Masuda, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara
  • Journal Title: Journal of the Ceramic Society of Japan Volume: 124 Issue: 1 Pages: 37-41
  • DOI: 10.2109/jcersj2.15189
  • NAID: 130005117378
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Microstructural Aspects of the CePO4:Tb3+ Phosphor for Luminescence Sensing (2015)
  • Author(s): Shinobu Fujihara, Yuina Takano, Mami Kitsuda
  • Journal Title: International Journal of Applied Ceramic Technology Volume: 12 Issue: 2 Pages: 411-417
  • DOI: 10.1111/ijac.12173
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Creation of multiple optical functions based on structural control of inorganic luminescent materials (2015)
  • Author(s): Shinobu Fujihara
  • Journal Title: Journal of the Ceramic Society of Japan Volume: 123 Issue: 1440 Pages: 630-636
  • DOI: 10.2109/jcersj2.123.630
  • NAID: 130005091191
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Luminescence Sensing of Redox States Using CeO2:Sm3+ Phosphor Thin Films (2014)
  • Author(s): Natsumi Kaneko, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara
  • Journal Title: ECS Journal of Solid State Science and Technology Volume: 3 Issue: 6 Pages: R109-R114
  • DOI: 10.1149/2.020406jss
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] One-step synthesis of layered yttrium hydroxides in immiscible liquid-liquid systems: Intercalation of sterically-bulky hydrophobic organic anions and doping of europium ions (2014)
  • Author(s): Mebae Watanabe, Shinobu Fujihara
  • Journal Title: Journal of Solid State Chemistry Volume: 210 Issue: 1 Pages: 130-137
  • DOI: 10.1016/j.jssc.2013.11.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preface (2014)
  • Author(s): A. Nose, H. Miyazaki, Y. Akishige, S. Tsukada, H. Suzuki, N. Adachi and T. Ota
  • Journal Title: Journal of the Ceramic Society of Japan Volume: 122 Issue: 1421 Pages: P1-1-P1-3
  • DOI: 10.2109/jcersj2.122.P1-1
  • NAID: 130004950919
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 液液二相系を利用したYVO4:Eu3+球状粒子の常温合成 (2016)
  • Author(s): 杉田和也、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2016年年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • Year and Date: 2016-03-16
• [Presentation] 酸化還元応答型CeO2:Sm3+中空粒子の作製 (2016)
  • Author(s): 梅原崇、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2016年年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] SiO2/CePO4:Tb3+コアシェル型蛍光粒子の作製と酸化還元応答性 (2016)
  • Author(s): 高須脩平、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2016年年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] 化学的環境に応答するスマートな蛍光体材料の開発 (2016)
  • Author(s): 藤原忍
  • Organizer: 第33回無機材料に関する最近の研究成果発表会
  • Place of Presentation: 住友会館（東京都・港区）
  • Year and Date: 2016-01-26
• [Presentation] 酸化還元応答型SiO2/CePO4:Tb3+コアシェル型蛍光粒子の作製 (2015)
  • Author(s): 髙須脩平、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本ゾル－ゲル学会第13回討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] 液液二相系を利用したYVO4:Eu3+蛍光粒子の常温合成と光学特性の評価 (2015)
  • Author(s): 杉田和也、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • Year and Date: 2015-10-15
• [Presentation] 液相プロセスによるSiO2/CePO4:Tb3+コアシェル型蛍光体粒子の作製 (2015)
  • Author(s): 髙須脩平、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • Year and Date: 2015-10-15
• [Presentation] 中空構造を有するスマート蛍光体の作製と酸化還元応答性 (2015)
  • Author(s): 梅原崇、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] 中空構造を有する球状CeO2:Sm3+蛍光粒子の作製と酸化還元応答性 (2015)
  • Author(s): 梅原崇、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 富山大学（富山県・富山市）
  • Year and Date: 2015-09-17
• [Presentation] Sol-Gel Synthesis of YVO4:Eu3+ Particles Utilizing Biphasic Solution Systems and Their Optical Properties (2015)
  • Author(s): Kazuya Sugita, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara
  • Organizer: The XVIII International Sol-Gel Conference (Sol-Gel 2015)
  • Place of Presentation: メルパルク京都（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2015-09-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Luminescence Sensing Using Microstructure-controlled Smart Phosphors (2015)
  • Author(s): Shinobu Fujihara
  • Organizer: 11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
  • Place of Presentation: Vancouver (Canada)
  • Year and Date: 2015-06-16
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 無機発光材料の構造制御に基づく複合的光学機能の創出 (2015)
  • Author(s): 藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2015年年会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山市）
  • Year and Date: 2015-03-19
  • Invited
• [Presentation] ナノ結晶性スマート蛍光体を用いた化学センシング (2014)
  • Author(s): 藤原忍、増田万江美、田中美桜、金子奈津美、萩原学
  • Organizer: 第34回エレクトロセラミックス研究討論会
  • Place of Presentation: 東京工業大学（目黒区）
  • Year and Date: 2014-10-24
• [Presentation] 液液二相系による層状イットリウム水酸化物の合成 (2014)
  • Author(s): 松本和浩、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（江戸川区）
  • Year and Date: 2014-10-15
• [Presentation] CePO4:Tb3+薄膜の構造制御とルミネッセンス・センシング特性 (2014)
  • Author(s): 増田万江美、田中美桜、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島市）
  • Year and Date: 2014-09-09
• [Presentation] LDH:Eu3+の表面析出反応を利用した蛍光センシング薄膜の作製 (2014)
  • Author(s): 八神高史、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島市）
  • Year and Date: 2014-09-09
• [Presentation] 液液二相系を利用した層状イットリウム水酸化物の合成 (2014)
  • Author(s): 松本和浩、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本ゾル－ゲル学会第12回討論会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（つくば市）
  • Year and Date: 2014-08-08
• [Presentation] 化学的環境に応答するスマート蛍光体の開発 (2014)
  • Author(s): 藤原忍
  • Organizer: 第354回蛍光体同学会講演会
  • Place of Presentation: 化学会館ホール（千代田区）
  • Year and Date: 2014-08-08
  • Invited
• [Presentation] Redox Sensing Using CePO4:Tb3+ Smart Phosphors (2014)
  • Author(s): Shinobu Fujihara, Maemi Masuda, Mio Tanaka, Manabu Hagiwara, Yuina Takano, Mami Kitsuda
  • Organizer: The 17th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter
  • Place of Presentation: Wroclaw, Poland
  • Year and Date: 2014-07-15
• [Presentation] Controlled Liquid Phase Synthesis of Blue-luminescent CaNb2O6 at Low Temperatures (2014)
  • Author(s): Yoshimi Konno, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara
  • Organizer: The 17th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter
  • Place of Presentation: Wroclaw, Poland
  • Year and Date: 2014-07-15
• [Presentation] Redox-responsive Luminescence of CaWO4:Eu3+ Phosphor (2014)
  • Author(s): Yuto Tsuchiya, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara
  • Organizer: The 17th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter
  • Place of Presentation: Wroclaw, Poland
  • Year and Date: 2014-07-15
• [Presentation] Synthesis of Mg-Al-Eu Layered Double Hydroxide Thin Films and Their Application as Anion Sensors (2014)
  • Author(s): Takashi Yagami, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara
  • Organizer: The 17th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter
  • Place of Presentation: Wroclaw, Poland
  • Year and Date: 2014-07-15
• [Presentation] 液液二相系を利用したCaNb2O6の合成と発光特性の評価
  • Author(s): 今野芳美、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本ゾル－ゲル学会第11回討論会
  • Place of Presentation: 広島大学（東広島市）
• [Presentation] CeO2:Sm3+スマート蛍光体による酸化還元モニタリング
  • Author(s): 金子奈津美、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 信州大学（長野市）
• [Presentation] 希土類イオンをドープしたCeVO4の合成と光学特性
  • Author(s): 土屋雄人、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 信州大学（長野市）
• [Presentation] ゾル－ゲル法を用いて作製した蛍光体薄膜の光学特性に対する微細構造の影響
  • Author(s): 増田万江美、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 第33回エレクトロセラミックス研究討論会
  • Place of Presentation: 文部科学省研究交流センター（つくば市）
• [Presentation] Nanosized CeO2:Sm3+ Phosphors for Redox-State Imaging
  • Author(s): Natsumi Kaneko, Shinobu Fujihara
  • Organizer: Materials Science & Technology 2013 Conference & Exhibition
  • Place of Presentation: Palais des congres de Montreal（Montreal, Canada）
• [Presentation] Mg-Al-Eu系層状複水酸化物の合成とアニオンセンサーへの応用
  • Author(s): 八神高史、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2014年年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（横浜市）
• [Presentation] CePO4:Tb3+スマート蛍光体薄膜による酸化還元センシング
  • Author(s): 田中美桜、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2014年年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（横浜市）
• [Presentation] CaWO4:Eu3+蛍光体の酸化還元応答性
  • Author(s): 土屋雄人、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2014年年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（横浜市）
• [Presentation] 二相液相系を用いた青色発光CaNb2O6の低温合成
  • Author(s): 今野芳美、萩原学、藤原忍
  • Organizer: 日本セラミックス協会2014年年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（横浜市）
• [Book] ゾル－ゲル法の最新応用と展望（発光材料の合成と応用） (2014)
  • Author(s): 藤原忍
  • Total Pages: 321
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.applc.keio.ac.jp/~shinobu/
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.applc.keio.ac.jp/~shinobu/