2015 Fiscal Year Annual Research Report
白色LED用Mn4+付活狭帯域赤色蛍光体の量子材料設計
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25420720
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
小笠原 一禎 関西学院大学, 理工学部, 教授 (10283631)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 蛍光体 / 遷移金属 / 多重項 / 吸収スペクトル / 第一原理計算 / 構造最適化 / 酸化物 / フッ化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多次元多重項エネルギーダイヤグラム作成用のデータを効率的に計算するための自動計算システムを活用し、D4h対称およびD3d対称のCrO6クラスター及びMnO6クラスターについて、結合距離および歪の度合いを示すパラメーターの値を徐々に変化させた一連のクラスターに関して多重項エネルギー準位の自動計算を行うことにより、詳細な多重項エネルギーダイヤグラムを作成することに成功した。また、結晶場パラメーターと局所構造の相関を明らかにするために、分子軌道エネルギーから求めた種々の結晶場パラメーターについても結合距離および歪の度合いを示すパラメーターに対するマップを作製した。更に、共有結合性の効果を表す軌道歪みパラメーターや電子相関の効果を表す相関補正因子、更に結晶場パラメーターについても同様なマップを作製することができた。本研究を通じて、新規赤色蛍光体の開発において極めて有用な設計指針を提供する多くのパラメーターマップを作製することに成功した。
また、格子緩和効果を考慮した第一原理計算に関しては、Li2TiO3中のd3イオン（Cr3+, Mn4+）について、CASTEPを用いた第一原理分子動力学計算に基づく構造最適化を行い、構造緩和を定量的に評価した。また、最適化構造に基づくLi2TiO3中のMn4+イオンの多重項エネルギーの第一原理計算結果が、報告されている実験値とよく一致していることが確認できた。本研究を通じて、酸化物中のMn4+における多重項エネルギーを理論的に予測する手段を確立すると共に、格子緩和が多重項エネルギー準位に与える影響を定量的に評価することができた。
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Research Products
(9 results)
