2007 Fiscal Year Annual Research Report
希土類元素を含む多元系ゲルマニウム酸塩およびスズ酸塩の合成と結晶構造解析
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17360316
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山根 久典 Tohoku University, 多元物質科学研究所, 教授 (20191364)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 高広 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10358260)
高橋 純一 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (20261472)
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| Keywords | スズ酸塩 / 多元系酸化物 / 結晶構造解析 / 単結晶 / セラミックス / 固相反応合成 / 蛍光発光特性 / 新規物質 |
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| Research Abstract |
希土類金属元素を含む酸化物については、近年、光・電磁気的機能を有する素材・材料として様々な研究開発がなされている。しかし、希土類金属元素を含む蛍光・発光体では、ケイ素やアルミニウムの酸化物をべースとするものがほとんどであった。本研究では、希土類元素-カルシウム-ゲルマニウム-酸素系と希土類元素-カルシウム-スズ-酸素系において生成する多元系酸化物を調べ、合成された新規物質についてその組成と結晶構造を明らかにし、結晶化学的な特徴を考察するとともに、それらの発光・蛍光特性を評価し、新規機能性材料としての可能性を示すことを目的とした。
本年度は、昨年度の研究で発見されたCa_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8>O_6の4元系新規物質(三方晶系、空間群R-3)を母体として、YをEu^<3+>で部分置換したCa_<0.8>(Y_<1-x>Eu_x)_<2.4>Sn_<0.8>O_6と、Sn^<4+>をTi^<4+>で置換したCa_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8-y>Ti_yO_6、およびEu^<3+>とTi^<4+>を共に付活したCa_<0.8>(Y_<1-x>Eu_x)_<2.4>Sn_<0.8-y>Ti_yO_6を合成し、それらの結晶構造と発光特性を調べた。Ca_<0.8>(Y_<1-x>Eu_x)_<2.4>Sn_<0.8>O_6は0.0〓x<0.3で、Ca_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.8-y>Ti_yO_6は0.0〓y〓0.24で単一相が合成された。発光強度が最も強かったEu置換量x=0.1について、Ca_<0.8>(Y_<0.9>Eu_<0.1>)_<2.4>Sn_<0.8-y>Ti_yO_6の試料を合成したところ、0.0〓y〓0.16で固溶相の単一相を得ることができた。250nmの光で励起したCa_<0.8>(Y_<0.9>Eu_<0.1>)_<2.4>Sn_<0.72>Ti_<0.08>O_6と、264nmで励起したCa_<0.8>(Y_<0.9>Eu_<0.1>)_<2.4>Sn_<0.8>O_6の発光スペクトルとも、最も強い発光ピーク(614nm)はEu^<3+>の5D_0-7F_2によるものであった。250nmの励起によるCa_<0.8>Y_<2.4>Sn_<0.72>Ti_<0.08>O_6の発光は、450nmを中心としたブロードな発光で、Eu^<3+>のf-f遷移による励起ピークと重なっている。Ti^<4+>の発光遷移で放出されるエネルギーがEu^<3+>のf-f遷移のエネルギーに近いことから、Ti^<4+>からEu^<3+>へのエネルギーの移動の可能性が示唆された。
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