2017 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of new host-excited oxide phosphors with f-f emission controlled by metal ions with s0 or d0 electron configuration
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15K06445
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
佐藤 泰史 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (90383504)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 蛍光体 / ペロブスカイト / 酸窒化物 / バンドギャップ / 機能性セラミックス材料 / ダブルペロブスカイト / バンドギャップエンジニアリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、主に以下の3項目に注力した。
① ペロブスカイト酸窒化物固溶体CaHf1-xTaxO3-xNx:Pr3+（CHTON:Pr）に対して、バンドギャップエネルギー（Eg）と発光特性との関係を検討した。CHTON:PrのEgは、Ta5+およびN3-の増加に伴い、5.0eV以上（x=0.0）から2.5eV（x=1.0）まで減少した。各試料の発光特性を評価したところ、x=0.25～0.50の試料は、近紫外線照射下においてPr3+の赤色発光を示した。このPr3+のｆ-ｆ発光の起源は、CHTON:PrのEgが2.6～3.0eVの範囲であることから、近紫外光照射によりバンド間遷移を介して励起された電子がPr3+へエネルギー伝達した結果として解釈できる。
② Pr3+を賦活したダブルペロブスカイト型Ca(Lu0.5Ta0.5)O3:Pr（CLTO:Pr）は、Bサイトカチオンが形式上、同じ電子配置であるCaHfO3:Pr（CHO:Pr）に比べて約5倍も高い発光強度を示した。これは、Lu3+とTa5+の両方がBサイトを占有するCLTO:Pｒでは、Pr3+が占有するCaサイト周りの対称性がCHO:Pｒに比べて低下することが理由として挙げられる。
③ 水溶性Ti錯体を用いて合成したCaTiO3:Prの発光特性は、化学量論組成近傍でのCa/Ti比の変化に対して鋭敏に変化し、特にCa/Ti比が1～2%高い試料では低下する。高解像度TEMを用いて単粒子の観察を行った結果、高い発光特性を示す低Ca/Ti比の試料では単粒子内の欠陥はほとんど観察されないが、Ca/Ti比の高い試料では単粒子内にCaに関係する多数の積層欠陥が観察された。このことから、Ca/Ti比の高い試料における発光特性の低下は、主に単粒子内に生成した積層欠陥が関係していると考えられる。
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