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超高圧力場におけるホウ素含有クラスター化合物のナノ空間を利用した機能発現

Publicly Offered Research

Project AreaNew Materials Science Using Regulated Nano Spaces -Strategy in Ubiquitous Elements
Project/Area Number 22013001
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

滝沢 博胤  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90226960)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords高圧合成 / 共有結合性結晶 / マクロテトラヘドロン / 発光特性 / 圧力誘起相転移 / 結晶構造
Research Abstract

電気陰性度差の小さな軽元素同士の組合せからなる化合物は、強固な共有結合ネットワークからなる「隙間」の大きい結晶構造を有しており、1次元(トンネル)、2次元(層間)、3次元(クラスター空隙、空洞)チャンネルの利用が可能となる。本研究では、超高圧合成法をツールとして、ホウ素とイオウ原子を主成分としたrigidな格子空隙に種々のゲスト種を導入した新物質の探索を行った。Ca-B-S系については2種類の高圧相CaB_2S_4-II、CaB_2S_4-IIを合成し、CaサイトにEu^<2+>を置換した蛍光体の発行特性を調べた。励起・発光スペクトルを観測した結果、CaB_2S_4-II、CaB_2S_4-IIはいずれも緑色発光を示した。特に、BS_4四面体の多段連結からなるマクロテトラヘドラル構造を有するCaB_2S_4-Iは505nmにピーク波長をもつ強い緑色発光を示した。300~480nmに幅広い励起バンドをもつことから、青色LEDで励起可能な新材料であることが見出された。
一方、Caサイトがより高配位構造となるCaB_2S_4-IIの発光特性は、CaB_2S_4-Iとは異なり、2つの発光ピークが観測された。この2相ではEu^<2+>が置換するCaサイトの配位環境が大きく異なり、マクロテトラヘドラル構造によって形成される構造内のナノ空間が、発光特性のような機能発現において、特異な場を与えていることが示された。Eu^<2+>以外の他の希土類イオンもドープ可能であり、構造内ナノ空間に様々な発光中心を導入できることが明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2012 2011 2010

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] 超高圧合成法を用いたRe:CaB_2S_4 (Re : Eu^<2+>, Ce^<3+>)蛍光体の合成と評価2012

    • Author(s)
      佐々木明日香
    • Organizer
      日本セラミックス協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都大学吉田キャンパス(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] High-pressure synthesis and luminescence properties of Eu^<2+>-doped CaB_2S_42011

    • Author(s)
      Asuka Sasaki
    • Organizer
      International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces
    • Place of Presentation
      Katahira Sakura Hall (Sendai)
    • Year and Date
      2011-11-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] CaB_2S_4:Eu^<2+>蛍光体の高圧合成と発光特性2011

    • Author(s)
      佐々木明日香
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      東北大学川内北キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2011-09-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ波照射による希土類多ホウ化物の合成2010

    • Author(s)
      山倉貴之
    • Organizer
      日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-10-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 繊維金属-メタロイド系金属間化合物の高圧合成と物性評価2010

    • Author(s)
      菅野雄大
    • Organizer
      第51回高圧討論会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-10-21
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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