• Search Research Projects
  • Search Researchers
  1. Back to previous page

蛍光体の理論設計に向けた計算化学手法による構造・物性・機能の関連性の解明

Research Project

Project/Area Number08J04102
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionTohoku University
Research Fellow 大沼 宏彰  東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed(Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost : ¥1,800,000)
Fiscal Year 2010 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2009 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2008 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Keywords蛍光体 / 量子化学 / 量子効率 / 定量的構造物性相関 / 発光波長制御 / アルカリ土類ネットワーク / 励起エネルギー / 格子欠陥 / QSPR
Research Abstract

本研究は,蛍光体の理論設計手法を確立すること最大の目的とし,このために3年間で「蛍光体の結晶構造・電子状態・発光特性との関連性確立」を目標としたものである.本年度は3つの事項について研究を進めてきた.以下に今年度取り組んだ3つの事項について述べる.
1.カチオン添加によるEu^<2+>付活CaAlSiN_3蛍光体の発光波長の変化の予測:
カチオンとしてLi,Na,Mg,Sr,Ba,Y,Laを添加したEu^<2+>付活CaAlSiN3(CASN)の電子状態計算を行い,カチオンによる発光波長変化を検討した.その結果,CASNの発光波長はLi,Na,Mgドープにより短波長化すること,Sr,Baドープによりほとんど変化しないこと,Y,Laドープにより長波長化すると予想した.
2.定量的構造物性相関による発光ピーク波長・励起波長の予測:
昨年度定義した,結晶中でのEuの受ける相互作用を表す値構造指数を用いて,重回帰分析により発光ピーク波長・励起波長を予測した.発光ピーク波長の場合で相関係数0.94となる予測式を得た.また,励起波長の場合は相関係数が0.93となる予測式を得た.アニオンの影響を比較すると,発光ピーク波長・励起波長の両者に対してOに比べSやNで長波長化への寄与が大きいことが分かった.
3.結晶構造中のアルカリ土類ネットワークによる高効率Eu^<2+>付活蛍光体条件の探索:
高効率となるEu^<2+>付活蛍光体中の結晶構造中には特徴的なアルカリ土類原子のネットワークが見られることに注目し,それが高効率発光の鍵であると考えた.結晶中からEuと相互作用しうる原子クラスターを抽出し,原子クラスターの対称性を判定した.この際,対称性を認めるのに必要な誤差距離をアルカリ土類ネットワーク(ANet)として定義した.12のEu^<2+>付活窒化物・酸窒化物蛍光体でANetを算出し,内部量子効率(Qin)との相関を解析した.その結果,ANetが小さいほどQinが大きいことが分かり,ANetがQinに対する有効な指標となることが示された.

Report

(3results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report

Research Products

(15results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Host emission from BaMgAl_<10>O_<17> and SuMgAl_10O_<17> phosphor : Effects of temperature and defect level2010

    • Author(s)
      Hiroaki Onuma
    • Journal Title

      The Journal of the Society for Information Display 18

      Pages : 211-222

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Powder Synthesis of Y-alpha-SiAION and Its Potential as a Phosphor Host2010

    • Author(s)
      Suehiro, Takayuki
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C 114

      Pages : 1337-1342

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum chemistry and QSPR study on relationship between crystal structure and emission wavelength if Eu^<2+>-doped phosphors2010

    • Author(s)
      Hiroaki Onuma
    • Journal Title

      The Journal of the Society for Information Display 18

      Pages : 301-309

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Computational Study on Cation Effects on Emission Wavelength of Ca_<1-x>M_xAlSiN_3:Eu^<2+>(M=Li, Na, Mg, Sr, Ba, Y, La)2010

    • Author(s)
      Hiroaki Onuma
    • Organizer
      The 10th International Meeting on Information Display
    • Place of Presentation
      KINTEX, Seoul, Korea
    • Year and Date
      2010-10-12
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Emission Property Prediction for Eu^<2+>-doped Phosphors based on Crystal Structure : A Computational Chemistry Study2010

    • Author(s)
      Hiroaki Onuma
    • Organizer
      15th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence & 2010 International Conference on the Science and Technology of Emissive Displays and Lighting & XVIII Advanced Display and Technologies International Symposium
    • Place of Presentation
      St.Petersburg, Russia.
    • Year and Date
      2010-09-28
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 量子効率算出シミュレータを用いたEu^<2+>付活BaMgAl_<10>O_<17>蛍光体の発光特性に対する構造欠陥の影響の解明2010

    • Author(s)
      大沼宏彰
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-09-16
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Calculation Method for Excited Energy Distribution in Photo-Excitation Equilibrium State2009

    • Author(s)
      Hiroaki Onuma
    • Organizer
      16th International Display Workshops
    • Place of Presentation
      宮崎シーガイア, Japan
    • Year and Date
      2009-12-10
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Luminescence Wavelength Control of CaAlSiN_3 : Eu^<2+> by Ca-replacing : Computational and Experimental Study2009

    • Author(s)
      Hiroaki Onuma
    • Organizer
      The 9th International Meeting on Information Display
    • Place of Presentation
      KINTEX, Seoul, Korea
    • Year and Date
      2009-10-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 光励起平衡状態における蛍光体中の励起子分布シミュレーション2009

    • Author(s)
      大沼宏彰
    • Organizer
      第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic structure calculation and QSPR analysis of Eu^<2+>-doped oxide phosphors : Relationship between emission wavelength and crystal structure2009

    • Author(s)
      Hiroaki Onuma
    • Organizer
      Society for the Information Display
    • Place of Presentation
      Henry B.Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA
    • Year and Date
      2009-06-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 大規模量子化学計算と定量的構造物性相関によるEu^<2+>付活酸化物蛍光体の結晶構造-発光特性関連性の解析2009

    • Author(s)
      大沼宏彰
    • Organizer
      第7回照明学会ヤングウェーブフォーラム
    • Place of Presentation
      東京都・千代田区御茶ノ水中央大学
    • Year and Date
      2009-03-10
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Excitation Energy Transfer Pathway in Eu-doped BaMgAl_<10>O_<17> and NaAl_<11>O_<17> ; A Theoretical Approach2008

    • Author(s)
      大沼宏彰
    • Organizer
      15th International Display Workshops
    • Place of Presentation
      新潟県・新潟市朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2008-12-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Computational Chemistry Study on Eu Site and Electronic Structure of BaMgAl_<10>O_<17> : Eu^<2+> Phosphor2008

    • Author(s)
      大沼宏彰
    • Organizer
      14th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence & 2008 International Conference on the Science and Technology of Emissive Display and Lighting
    • Place of Presentation
      イタリア・ローマ Grand Hotel Duca D' Este
    • Year and Date
      2008-09-10
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Euドープアルカリ土類硫化物蛍光体の基底/励起状態の電子状態解明2008

    • Author(s)
      大沼宏彰
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知県・春日井市中部大学
    • Year and Date
      2008-09-02
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 大規模量子化学計算による照明用蛍光体の電子状態解明2008

    • Author(s)
      大沼宏彰
    • Organizer
      第41回照明学会全国大会
    • Place of Presentation
      東京都・江東区豊洲芝浦工業大学
    • Year and Date
      2008-08-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL :

Published : 2008-04-01   Modified : 2016-04-21  

Information FAQ News Terms of Use

Powered by NII kakenhi