2018 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of high energy transform in ceramic phosphor changing infrared to visible lights
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15K05648
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
渡 孝則 佐賀大学, 理工学部, 教授 (10136541)
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2015-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | アップコンバージョン / 酸化亜鉛 / 酸化チタン / 蛍光体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化亜鉛、酸化チタン、酸化イッテルビウムの混合粉末に、それぞれ酸化ホロニウム、酸化エロビウム又は酸化ツリウムを添加し、空気中、１２００℃で加熱し、生成物を得た。生成相は、Zn2TiO4を主相とし、TiO2、RE2Ti2O7, RE2TiO5相が認められた。980nmのレーザー光照射時の発光を調べた。これまでのZnO-TiO2:Ho3+/Yb3+, Er3+/Yb3+, Tm3+/Yb3+, において、それぞれ緑色(548nm)、赤色(657nm)、近赤外光(795nm)の発光を示した。これらはそれぞれ次の電子準位変化によるものである：Ho3+;5F4,5S2→5I5, Er3+;4F9/2→4I15/2 Tm3+;3H4→3H6。これらの実験要因と結果から次の固溶を提案する。Zn2TiO4結晶のZnは４配位サイト(tet)と６配位サイト(oct)があり、TiO2が過剰にある場合、Tiが４配位Znサイトに固溶するため、６配位Znサイトに空孔が生じ、これが希土類金属イオン(RE3+)の固溶を促進していると考えられる。固溶反応式は次の様に表され、Re2O3+4TiO2→2REZn+2TiZn+2TiTi+8Ox+6e+3/2O2(g)、これにより生成する固溶体式は(ZnZn)2(tet)(REZn+TiZn)+TiTi)4(oct)OO8と表せる。希土類金属イオンにより緩和準位が異なるため発光波長が異なった。本固溶についてリートベルト法による解析を試みたが、共存相であるRE2Ti2O7, RE2TiO5の正確な結晶構造データを得ることができなかったため解析できなかった。
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