2022 Fiscal Year Annual Research Report
光活性中心が高濃度凝集した高効率発光性シリカガラスの開発
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19H02802
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
梶原 浩一 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (90293927)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シリカガラス / 光活性中心凝集体 / 希土類イオン / エネルギー移動 / ナノ結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、濃度消光のない光活性中心の高濃度ナノ凝集体を含む透明発光性シリカガラスの開発と物性評価、および発光デバイスへの応用である。凝集体として、主に希土類(RE)イオンを高濃度(~1.3-1.6×10^22 cm-3)に含むためそれらの間隔が小さく(~0.4 nm)、エネルギー移動が起こりやすい希土類オルトリン酸塩(REPO4)を用いている。今年度は主に、シリカ-YbPO4透明結晶化ガラスの合成法の改善による発光効率向上と、シリカ-(Gd,Pr)PO4透明結晶化ガラスの狭帯域UVB発光の温度特性評価を行った。また、関連材料としてシリカ-(La,Ce)PO4透明結晶化ガラスの作製を行った。
シリカ-YbPO4透明結晶化ガラスの波長1μmの発光の効率はSiOH基の除去によって向上するが、透明性が良くSiOH基濃度も低い試料の作製は再現性が悪く難しかった。SiOH基の除去に有効なフッ素源の探索を進め、SiOH基濃度が10^18cm-3以下の試料が再現性良く得られるようになった。
シリカ-(Gd,Pr)PO4透明結晶化ガラスの波長~313nmの狭帯域UVB発光の励起光源は現在のところエキシマランプが最適であるが、エキシマランプ照射は発熱を伴う。温度上昇の影響を調べるため、発光強度の温度依存性を調べた。シリカ-(Gd,Pr)PO4透明結晶化ガラスは消光中心をほとんど含まないため、(La,Gd,Pr)PO4粉末蛍光体の文献値に比べて格段に温度特性に優れていることが示された。
LaPO4ナノ結晶中にCe3+イオンを少量添加したシリカ-(La,Ce)PO4透明結晶化ガラスを関連材料として合成し、このガラスのCe3+イオンによる紫外発光の内部量子効率をほぼ~1まで向上させることに成功した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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