2017 Fiscal Year Research-status Report
ネオジウム添加フッ化ルテチウムを用いた真空紫外光源の高出力化に関する研究
| Project/Area Number |
16K04961
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
小野 晋吾 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40370126)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 真空紫外 / フッ化物 / 発光素子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ネオジウム添加フッ化ルテチウム（Nd3+:LuF3）は、真空紫外領域における数少ない高い発光効 率を示す蛍光体である。電子線励起蛍光を利用した高出力真空紫外光源を実現するため、 Nd3+:LuF3 の電子線照射時の劣化機構を解明し、高い発光効率と高い電子線耐性を持つ Nd3+:LuF3薄膜化技術 を確立することが本研究の目的である。この目的達成のため、今年度はパルスレーザー堆積法における照射レーザーパワー及び基板温度のフッ化物薄膜への影響の調査を行った。具体的には、ナノ秒レーザーを用いたパルスレーザー堆積装置において、ナノ秒レーザーの照射パワー及び基板温度を制御し作製したフッ化物薄膜のフッ素欠陥などを調査した。
パルスレーザー堆積法において、照射レーザーパワーを5から400 mWの範囲で、基板温度を室温から600度の範囲でコントロールし、薄膜堆積を行った。この薄膜に対して結晶性、光学特性、組成に関する評価を行った。この結果、薄膜の品質としてはより高レーザーパワーかつ低基板温度で薄膜を作製するとフッ素の 脱離が発生することが確認できた. またこのフッ素の脱離によるフッ素欠陥によりバンド 間に欠陥準位を形成し, それによる光吸収の長波長シフトが起こることを発見した。本成果は候補材料が限られている固体の真空紫外蛍光体開発において極めて重要な技術となる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度以降の研究計画では、パルスレーザー堆積法においてフッ素欠陥を、主に薄膜作製時の照射レーザーパワーによって制御し、劣化の影響の調査を行うとしている。我々は、レーザーパワー及び基板温度制御によってフッ化物薄膜の欠陥を調整可能であることを確認した。さらに、これらの実験と並行して、次年度のに向けた酸素雰囲気中でのアニール装置の作製にも着手している。よって進行状況は順調であると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、パルスレーザー堆積法によるフッ化物薄膜の高品質化を目指すとともに、電子線照射時のフッ化物薄膜の劣化のメカニズムを調査する。フッ素欠陥は主に薄膜作製時の照射レーザーパワーによって制御可能であり、高出力レーザーパルスを照射するほどフッ素の脱離が起こりやすくなる。このフッ素欠陥は大気中で容易に酸化され、電子線照射の際、劣化の起点となる。そこで、意図的に欠陥の多い薄膜を作製し、電子線照射による劣化の状態を調査することで、劣化メカニズムの解明を行う。また、Nd3+:LuF3薄膜を蛍光体とし、アルゴンイオンビームを照射することでグラッシ― カーボン上に作製したカーボンナノファイバーを電子線源とするフィールドエミッションランプ を作製する。このランプで、実際に高加速電子を Nd3+:LuF3薄膜に照射し、その真空紫外発光強度 と電子線耐性の評価を行う。
|
