2011 Fiscal Year Annual Research Report
真空紫外光励起での励起子によるホスト増感とダイナミクスおよび白色蛍光体の創製
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21360315
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
小玉 展宏 秋田大学, 工学資源学研究科, 教授 (90282152)
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| Keywords | 真空紫外 / 励起子 / エネルギー移動 / 蛍光体 / ダイナミクス / 分光 / 増感 |
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| Research Abstract |
最終年度であり、VUV励起ホスト発光を生じる結晶の、ホスト発光中心STE(自己束縛励起子)の解析、STE-アクセプタへのエネルギー移動のダイナミクスとエネルギー移動機構及び温度依存を明らかにし、VUV励起のホスト増感による蛍光体特性につい以下の成果を得た。
1.ホスト発光中心の解析:
LaSc 3(BO 3) 4(LSB)において真空紫外(VUV)及びX線励起で同様なブロード発光をすることを見出した。室温から極低温までの温度依存から発光スペクトルは2つのバンドから成ることが確認され、時間分解スペクトルより,それらはスピン許容の一重項状態とスピン禁制の三重項状態のSTEと帰属された。X線照射後の熱ルミネッセンスにより,2つのトラップ中心が確認され、ESR測定より,求めたg値から2つのトラップ中心がホールトラップと電子トラップであると帰属された。これらはBO 3^<3->分子基内の遷移であることからそれぞれo^-およびB^<2+>欠陥であると考えられる。
2.STE-希土類アクセプタ間のエネルギー移動およびダイナミクスの解析と温度依存:
Gd^<3+>添加LSB((LSB:Gd^<3+>)、LSP(LSP:Gd^<3+>)及びTb^<3+>添加LSB(LSB:Tb^<3+>のVUV励起発光スペクトトル、励起スペクトル強度のGd3+及びTb3+濃度依存から、ホスト発光中心(STE)からGd^<3+>およびTb^<3+>へのエネルギー移動が生じることを見出した。時間分解スペクトルからエネルギー移動のダイナミクスを明らかにし、LaSc 3(BO 3) 4:Gd^<3+>(LSB:Gd^<3+>)及びLaSc 3(BO 3) 4:Tb^<3+>(LSB:Tb^<3+>)の時間分解発光スペクトルからSTE発光の減衰挙動を求め、Undoped及びGd^<3+>添加LSB:Gd^<3+>およびTb^<3+>添加LSB:Tb^<3+>の緑色発光の減衰曲線は、早い成分と遅い成分の2成分からなることが分かり、STEの発光減衰は,Gd^<3+>あるいはTb^<3+>を添加するとundopedよりも減衰寿命が短くなるという結果を得、STEからGd^<3+>あるいはTb^<3+>へのエネルギー移動を起こすことを実証した。また、Gd^<3+>およびTb^<3+>添加のLSBのSTEの減衰寿命の変化から、エネルギー移動速度を実験的に求めた。双極子-双極子相互作用を仮定してモデルで概算したエネルギー移動速度の計算値と実測値がほぼ同じオーダーで一致することを見出し、STEから希土類イオン(Gd^<3+>,Tb^<3+>)へのエネルギー移動機構は双極子-双極子相互作用が支配的であることを明らかにした。
3.エネルギー移動の温度依存:エネルギー移動あ温度依存を調べ,Gd^<3+>添加に伴う温度低下に伴いSTEの発光強度に対するGd^<3+>の発光強度比が減少することから,STEからGd^<3+>へのエネルギー移動にフォノンアシストの寄与があることを明らかにした。以上21-23年度で得た結果として、VUV励起で新規な青、緑、赤色蛍光体を得ることができた。
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