Design and Development of Persistent Phosphors by Constructing Vacuum Referred Binding Energy Diagram

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18KK0405
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Inorganic industrial materials
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ueda Jumpei 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (90633181)
• Project Period (FY): 2019 – 2021
• Keywords: 長残光蛍光体 / 蛍光体 / 電子トラップ / 真空準位基準束縛エネルギー / 希土類イオン / ランタノイドイオン / 遷移金属イオン

Outline of Final Research Achievements

Persistent phosphors show contentious luminescence for long duration after ceasing excitation light. In order to cause the persistent luminescence, the phosphors need to storage electrons by traps. If the electron trap depth is too deep, the electrons are not released. On the other hand, if it is too shallow, the persistent luminescence is kept for short time. Lanthanoid ions and transition metal ions have potential to be electron traps. In this project, by constructing energy diagram of lanthanoid and transition metal ions in host materials based on the vacuum level, we successfully predicted the electron trap depths and developed new persistent phosphors.

Free Research Field

固体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

長残光蛍光体は、これまでトライアンドエラーによる実験手法により開発されてきた。本研究プロジェクトの手法を用いることで、長残光蛍光体を設計し、開発できるようになってきた。これにより、材料開発におけるリソースが大幅に抑えられ、効率よく新規長残光蛍光体を作製できる。また、企業や社会のニーズに沿った長残光蛍光体を設計できるため、本手法は学術的意義だけでなく社会的意義も大きいと言える。