2021 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物イオン伝導性をもつ蛍光体を用いた新規発光デバイスの開発
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19K05012
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
京免 徹 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (10323841)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エレクトロルミネッセンス / セラミックス / 酸化物 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は3件の研究発表を行った．1件目は，(Ca0.6Sr0.4)0.998Pr0.002Ti0.9Al0.1O3-dを発光層とし，陽極・陰極ともにIn2O3:Sn薄膜とした酸化物エレクトロルミネッセンス素子に関する発表である．これまでは，陽極をIn2O3:Sn薄膜，陰極をSnO2:Sb薄膜とした素子を作製してきたが，その発光効率は0.05 cd/A程度と低かった．また，長時間焼成すると陰極のSnO2:Sbの電気抵抗が数桁大きくなるという問題があった．本発表では，陽極・陰極ともにIn2O3:Sn薄膜とした素子の発光効率が0.3 cd/A程度と高いこと，1000℃で10時間程度焼成してもIn2O3:Sn薄膜の電気抵抗はほとんど上昇しないことを報告した．
2件目と3件目は，Sr0.998Pr0.002Ti0.9Al0.1O3-d薄膜を発光層とし，これをCaTi0.9Al0.1O3-d薄膜で挟み込んだ酸化物エレクトロルミネッセンス素子に関する発表である．SrTi0.9Al0.1O3-dのバンドギャップはCaTi0.9Al0.1O3-dよりも0.2 eV程度小さいため，この素子では，注入された電子とホールが発光層に閉じ込められ，発光効率が飛躍的に向上することが期待される．実際に，この素子の発光効率は0.6 cd/A程度であり，これまでの素子の2倍程度に向上した．しかし，この発光効率の向上は期待よりも低かった．その原因の可能性として，Sr0.998Pr0.002Ti0.9Al0.1O3-d薄膜をCaTi0.9Al0.1O3-d薄膜が焼成時に反応し，PrがCaTi0.9Al0.1O3-d層へ拡散したことや，発光層のSrがCaで置換され，発光層のバンドギャップが大きくなってしまったことを報告した．
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