2020 Fiscal Year Annual Research Report
Band-gap engineering of novel phosphors with narrow f-f emission
| Project/Area Number |
18K04714
|
|---|
| Research Institution | Okayama University of Science |
|---|
Principal Investigator |
佐藤 泰史 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (90383504)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 蛍光体 / バンドギャップ制御 / f-f発光 / ランタノイドイオン / 酸窒化物 / ペロブスカイト |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は以下の項目について検討を行った。
①近紫外光励起によるランタノイドイオンからのf-f発光の発現を目的に、3.5eV程度のEgを有するLa系ペロブスカイト酸窒化物LaMO2N（M=ZrおよびHf）の試料作製を検討した。活性金属を用いた還元アンモニア法を用いた場合、酸化物前駆体中のLa:M（M=Zr,Hf）比率が1:1の試料は、主相であるペロブスカイト相の他に不純物のZrNやHfNも生成し、試料の着色が確認された。これに対して、La:M比をLa過剰に制御した試料では、窒化物の生成が抑制され、可視光領域での着色のないペロブスカイト単相試料であることを確認した。
②CaHf1-xTaxO3-xNx固溶体をホスト物質に用いて、従来のPr3+に加えてTb3+やEu3+を賦活した試料を作製し、近紫外光励起による発光特性評価を行った。Tb3+賦活試料では、Pr3+と同様に、ホスト物質のEgが2.8eV程度のx=0.25の試料において、Tb3+からのf-f発光の発現を確認した。一方、Eu3+を賦活した試料では、いずれの組成においてもf-f発光の発現は確認されなかった。これは、賦活したPr3+やTb3+では4f軌道の電子準位がバンドギャップ内に位置するのに対し、Eu3+では4f軌道の電子準位がホスト物質の価電子帯とオーバーラップすることが原因として挙げられる。
③Ca3Ta3-xMgxO6+3xN3-3x固溶体をホスト物質に用いて、窒素量によるEg制御およびそれに伴う励起エネルギー制御を行うことで、近紫外光励起による賦活したPr3+からのf-f発光の発現を検討した。酸化物組成（x=1.00）に対して、アンモニア窒化処理を行ったところ、3.0eV程度のEgを有すると共に、近紫外光励起によりPr3+の4f準位3H4→1D2間での電子遷移に帰属される赤色発光の発現を確認した。
|
