2017 Fiscal Year Research-status Report
レアアースフリー酸化亜鉛系白色蛍光ナノヘテロ細線の創製と設計
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17K14806
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
川島 知之 東北大学, 工学研究科, 講師 (40708450)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 蛍光体 / 薄膜 / 紫外光励起 / 酸化亜鉛 / 青色 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
紫外光励起白色LEDへの適用を目的とするレアアースフリー酸化亜鉛系蛍光ナノ細線のベースとなる黄色及び青色蛍光薄膜の内、平成29年度はタングステンを含む青色蛍光体薄膜形成プロセスについて研究を重点的に推進した。タングステンを導入した亜鉛タングステート（ZnWO4）は460nm付近に発光ピークを持ち、既に一部研究が進行していた黄色蛍光体材料（亜鉛オルトバナデート）の補色を呈する事を期待した。本薄膜は、金属タングステンチップを配置した酸化亜鉛ターゲットを用いてRFマグネトロンスパッタリング法により石英基板上に堆積する。その後、酸化雰囲気中で短時間のランプ加熱処理を施し、蛍光体とする。熱処理前の薄膜は極度の酸素欠乏状態であり、酸化プロセスを経て初めて蛍光を呈する。薄膜中のタングステン対亜鉛モル比率は約0.3から7.0、熱処理温度は700-900℃の範囲として試作したところ、熱処理温度は酸化を促すために高温であるほど内部量子効率が増加した一方、モル比率は酸化物組成を変えるために内部量子効率に強く影響することが分かった。本蛍光体薄膜はZnWO4だけでなくWO3も含むが、WO3を多く含む場合に量子効率はほぼ0%にまで低下した。文献によると粉状WO3の内部量子効率は数十%と示されており、本薄膜においてその蛍光作用が消失する機構については引き続き検討が必要である。WO3比率が低い蛍光体膜では最高で40%の内部量子効率を示した。この膜の発光色を色度座標で表すと(x, y)=(0.21, 0.29)である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
紫外光励起により青色を呈するW-Zn-O系高量子効率蛍光体薄膜の形成プロセスを見出すという所期の目的を達成できたため、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は研究課題の計画に則り、黄色蛍光体薄膜と青色蛍光体薄膜をリソグラフィにより細線化し、微細線状加工が発光様態に及ぼす効果を検討する。さらに、リソグラフィを用いずに膜を単純積層した場合の発光様態も比較調査する。
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