室温可視光発光材料のμm領域解析による発光波長制御の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650695
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 田中 勝己 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (30155121)
• Keywords: カソードルミネセンス / パルスレーザー堆積法(PLD) / 薄膜 / 単結晶 / シンチレーター / 可視光発光材料 / 光電子分光 / 電子線プローブ微小部分析(EPMA)

Research Abstract

該当研究の最後の年にあたり、得られた以下の実験結果を学術誌に発表、まとめを行なった。まず(1)S_m, E_u, G_d添加のC_dWO_4単結晶のX線励起ルミネッセンス(X-PL)と電子線励起ルミネッセンス(CL)測定を行ない、C_dWO_4単結晶のみと比較する方法で添伽イオンの効果を発光メカニズムとの関連で研究した。PLスペクトルの波形解析を行ない、従来報告されている2種類では分割できず3成分必要なことがわかり、従来の発光種の解析が不充分であることを結論した。S_m添加C_dWO_4単結晶におけるCLでは、2.22_eVにピークをもつ長波長成分が優先されるという特徴を見出し、X線光電子分光法(XPS)で検討しS_mが3価イオンとなり格子に歪が与えられ、酸素原子欠損の[WO_5]^<4->が生成することが原因と考察した。(2)上の結果をもとに、Smの酸化物、C_dO, WO_3を混合したターゲットをパルスレーザーアブレーション堆積法(PLD法)によりSm添加C_dWO_4薄膜作製を行なった。S_mイオンを添加することでC_dWO_4結晶の格子間隔が減少し歪がかかることを再現できた。3価のS_mの発光が三種類観測され、格子にS_mが入っていること、S_mの状態に3つ存在することを見出した。C_dWO_4単結晶では、S_m添加してもX-PLには変化が無いのに対し、S_m添加C_dWO_4薄膜では長波長成分が優先されるという特筆すべき結果が得られた。発光起源の詳細な研究が必要であることが良く分かりた。(3)C_dOのかわりにC_aOを用いて、C_aO-WO_3の混合ターゲットのPLD法によりC_aWO_4薄膜ができること、室温で可視光の発光が観測されることまとめた。薄膜中のC_aとWの比を収束させた電子線で観測し、同じ点からのCLを同時観測でき、該当研究の成果が更に明らかとなった。

Research Products

• [Publications] K.Tanaka: "Cathode lumimescence of samarium, earopium, and gadolinium ion doped seimtillator CdWO_4 single cigotals studied with X-rag phrtolection spectroscopy"Jounal of Applied Phyoia. 89巻10号. 5449-5453 (2001)
• [Publications] K.Tanaka, K.Ohga, C-K.Choo, R.Nakata: "Son-doped CdWO_4 thin films synthesized by pulsed laser deperition"Jounal of Applied Phyoia. 90巻10号. 5369-5375 (2001)
• [Publications] K.Tanaka, K.Fukui, K.Ohga, C-K.Choo: "CdWO_4thin films synthesized by palsed laser deposition"Jounal of Vacuam Sciena and Technologh A. 20巻2号3月4月号(in press). (2002)