2004 Fiscal Year Annual Research Report
固体中の希土類4f電子遷移確率制御による白色光源用蛍光体材料の設計
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16360329
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田部 勢津久 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助教授 (20222119)
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| Keywords | 希土類 / 蛍光体 / ガラス / 酸化物結晶 / 単結晶 / 量子効率 / 4f電子 / 蛍光スペクトル |
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| Research Abstract |
近年、青色発光ダイオード(LED)を用いた白色LEDの研究開発が進んでおり、蛍光灯などに取って代わる新たな高効率白色光源としての応用に期待が寄せられている。発振波長405nmのGaN系LDは、次世代DVDの規格波長デバイスであることから今後の高性能化が期待される。本研究では、この紫LDを励起光源としたSm^<3+>イオン蛍光体の4f電子遷移光物性に焦点をあてた。
まず、Sm_2O_3をドープしたソーダ含有量の異なるホウ酸塩ガラス試料を作製した。これらの蛍光スペクトルを測定し、各バンドを4f電子準位間遷移に帰属した。次に、それぞれの試料において、密度、屈折率及び吸収断面積を測定し、Judd-Ofelt解析により、Sm^<3+>イオンの配位子場のみに依存するΩ_t(t=2,4,6)パラメータを求めた。このパラメータと遷移前後の準位に依存する還元行列要素の値から、Sm^<3+>イオンにおける任意の電気双極子遷移の確率が得られるので、発光の準位間遷移に対する輻射遷移確率A_<JJ'>を算出し、測定した蛍光寿命τ_fの値から「可視域量子効率η_<VIS>」を算出した。更に、積分球を用いたLD励起蛍光スペクトル及び発光効率の測定によりη_<VIS>(実測値)を求め、先程のη_<VIS>(算出値)と比較検討し、それぞれの準位間遷移に対応するA_<JJ'>の比と発光スペクトルのブランチ比についても比較検討した。
以上本年度は、希土類含有ガラスの作成と4f電子遷移に基づく光物性の研究を系統的に行い、固体照明材料としての性能評価を、積分球を用いた実験面と遷移確率についての理論面の双方から行った。
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