Elucidation of the fluorescence mechanism of rare earth-free fluorescent materials using Ag-type zeolite

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04858
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: Suzuki Yushi 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (50236022)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮永 崇史 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70209922)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ゼオライト / 蛍光発光 / Ag / XAFS / PL

Outline of Final Research Achievements

Simultaneous time-resolved fluorescence and XAFS measurements of the formation/decay processes of Ag clusters induced by vacuum evacuation/air injection were performed, and new emission bands from the formed Ag clusters were observed. This result proves that the previously observed fluorescent emission bands do not originate from the clusters.
The reason for the indistinguishability between the heat-treated and untreated states by XAFS is assumed to be that the information obtained is an average of all Ag, and only a small fraction of the Ag contributes to the luminescence. As a result, we found that the number of Ag contributing to fluorescence was 1-2 per unit cell. We proposed that the luminescence site is located near the six-membered ring of sodalite.

Free Research Field

表面物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゼオライトにAgを充填することにより顕著な蛍光を発光することが発見され、レアアースフリー新規発光材料として有望視されている。しかしその発光メカニズムは未だ明らかになっていなかった。
本研究により、大気中で観測される強い蛍光発光が発現するサイトが六員環近傍であることを解明した。また、この発光がAgクラスターによるものではないことを明らかにした。Agゼオライトにおける発光メカニズムの解明は光学材料としてのAgゼオライトを応用する際に極めて重要かつ有用な知見であり、今後の発展に大きく貢献すると期待される。