2019 Fiscal Year Research-status Report
残光性能を向上させるキャリアトラップを積極導入したLED照明対応型の長残光蛍光体
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19K05065
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
深田 晴己 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (90509176)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 長残光蛍光体 / フォトルミネッセンス / 熱ルミネッセンス / 光音響分光 / キャリアトラップ / 電子線励起 / 残光特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
① 電子線励起方式の音響波・熱ルミネッセンス測定システムの構築
初年度(2019年度）では，電子線照射後（トラップ中心にキャリアを捕獲後）の音響信号（非発光特性）と熱ルミネッセンス信号（発光特性（残光特性））を測定するために，当研究室保有のカソードルミネッセンス測定システムを改良し，電子線励起方式の音響波・熱ルミネッセンス測定システムの設計・製作に着手した。しかしながら，真空チャンバーの構造上，励起源となる電子銃周辺の改良の必要性が生じたため，まずは電子銃周辺の設計・製作を行った。さらに，蛍光体試料を取り付ける液体窒素クライオスタットの設計，および音響信号と発光信号を測定するための計測機器の整備を行った。
② トラップ中心に捕獲されたキャリアのエネルギー失活過程（発光・非発光過程）の解析
固相反応法や液相反応法（錯体重合法など）を用いて作製された長残光蛍光体（主に，SrAl2O4系材料）について，励起源をキセノン光源とした場合の光音響・フォトルミネッセンス同時測定，熱ルミネッセンス測定，および残光測定を行うことで，残光特性と非発光特性の関連性について検討した。その結果，紫外から可視光（青色）領域に観測される光音響信号の強さは，残光輝度の強さや残光時間の長さとは無関係であることがわかった。すなわち，光励起・緩和過程によるフォトルミネッセンスに起因する発光中心と，残光過程に起因する発光中心は独立している可能性が高いことが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2019年度に予定していた，電子線励起方式の音響波・熱ルミネッセンス測定システムの構築が完了していない点である。今後は試料設置部分（液体窒素クライオスタット）の設計・製作を早急に完了させ，遅くとも2020年度後半からは，このシステムを使用した解析を行う予定である。なお，励起源としてキセノン光源を使用した発光・非発光測定および熱ルミネッセンス測定によるトラップ中心のエネルギー失活過程の解析については，おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
① 電子線励起方式の音響波・熱ルミネッセンス測定システムの構築
試料設置部分（液体窒素クライオスタット）の設計・製作を早急に完了させ，遅くとも2020年度後半からは，このシステムを使用した解析を行う予定である。
② トラップ中心に捕獲されたキャリアのエネルギー失活過程（発光・非発光過程）の解析
上記のシステムを使用して，約80Kに冷却された蛍光体に電子線を一定時間照射した後，試料の温度を一定の速度で約800Kまで上昇させたときの熱ルミネッセンス信号を測定する。試料温度の昇温速度や試料へ照射する電子線の加速電圧などを変化させた検討も行う。さらに，電子線を一定時間照射後，様々な波長（250～1000 nm）の断続光を照射した場合の光音響信号とフォトルミネッセンス信号を同時に測定する。
また，2019年度に引き続き，励起源をキセノン光源とした場合の光音響・フォトルミネッセンス同時測定，熱ルミネッセンス測定，および残光測定も行い，非発光過程に繋がるトラップ中心（欠陥や非発光中心など）と発光再結合に寄与するトラップ中心を特定する。
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| Causes of Carryover |
（理由）2019年度に予定していた，電子線励起方式の音響波・熱ルミネッセンス測定システム用の「ヒーター内蔵液体窒素クライオスタット」の製作に着手できなかったからである。
（使用計画）主に「ヒーター内蔵液体窒素クライオスタット」の製作費にあてる。
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