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希土類添加アルミニウム系ペロブスカイト型酸化物の発光解析と応用

Research Project

Project/Area Number 13J05026
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

清水 雄平  九州工業大学, 大学院工学府, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsペロブスカイト型酸化物 / 希土類 / エネルギーレベル / 発光デバイス / 紫外エレクトロルミネッセンス
Outline of Annual Research Achievements

最終年度の平成27年度では、III-III系ペロブスカイト型酸化物母体のエネルギーバンドに対する希土類イオンのエネルギーレベル図をまとめること、及び希土類イオン添加III-III系ペロブスカイト型酸化物蛍光体薄膜を用いた紫外エレクトロルミネッセンス(UV-EL)デバイスの試作とUV-ELの発現の検証が目標であった。前者のエネルギーレベル図については、X線光電子分光法(XPS)を活用した希土類イオンのエネルギーの解析方法に関する論文と、その手法をYAlO3に適用して作成したエネルギーレベル図に関する論文にまとめ、いずれも国際学術雑誌上で公開された。本研究により、XPSによる希土類イオンのエネルギーの効率的な解析方法が実証され、また代表的な材料における希土類イオンのエネルギーレベルが明らかとなり、今後の新規蛍光体の開発や発光解析を進めるうえで有用な成果を得た。後者のUV-ELデバイスについては、Gd3+添加YAlO3薄膜を用いた薄膜型UV-ELデバイスを作製し、そのUV-ELの発現を調査した。デバイスは工業的に汎用なスパッタリング法により薄膜を積層させて作製した。デバイスに交流電圧を印加したところ、電界の集中のために発光は不均一であったが、Gd3+由来のUV-ELを観測した。本研究により、世界で初めてペロブスカイト型酸化物を用いた薄膜型デバイスからのUV-ELの発現を実証し、その成果は学会において報告した。現在、課題である均一な面発光の実現のための方策も決まり、研究は次の段階へ進みつつある。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Determination of 4f energy levels for trivalent lanthanide ions in YAlO3 by X-ray photoelectron spectroscopy2016

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 印刷中 Pages: 69-72

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2016.03.020

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lanthanide 4f energy levels in perovskite-type YAlO32015

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • Journal Title

      Journal of Luminescence

      Volume: 168 Pages: 14-19

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2015.07.018

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UV cathodoluminescence of Gd3+ doped and Gd3+-Pr3+ co-doped YAlO3 epitaxial thin films2015

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda, Hiroshi Takashima, Yoshiyuki Inaguma
    • Journal Title

      Phys. Status Solidi A

      Volume: 212 Issue: 3 Pages: 703-706

    • DOI

      10.1002/pssa.201431778

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Thin Films of Perovskite-type YAlO3:Gd3+-Pr3+ UV Phosphors2014

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda, Florian Massuyeau, Stéphane Jobic
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 571 Pages: 90-93

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2014.09.075

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UV emissions in Gd^<3+> doped or Gd^<3+>-Pr^<3+> Co-doped III-III perovskite-type RMO_3 (R = Y, La : M=Al, Ga)2014

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Yasukazu Takano, Kazushige Ueda
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 559 Pages: 23-26

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2013.11.135

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UV emission from Gd^<3+> ions in Gd^<3+>-Pr^<3+> codoped YAlO_3 perovskite2013

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Yasukazu Takano, Kazushige Ueda
    • Journal Title

      Journal of Luminescence

      Volume: 141 Pages: 44-47

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2013.03.030

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] RFスパッタリング法によるGd3+添加YAlO3薄膜紫外ELデバイスの作製2016

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] YAlO3:Gd3+薄膜を用いた紫外ELデバイスの作製2016

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2016年年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス (東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-03-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] UV photoluminescence and cathodoluminescence from Gd3+ in YAlO3 thin films2016

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda, Hiroshi Takashima, Yoshiyuki Inaguma
    • Organizer
      Electronic Materials and Applications 2016 (EMA 2016)
    • Place of Presentation
      Orlando (USA)
    • Year and Date
      2016-01-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] XPSによるYAlO3ペロブスカイト中の希土類イオンのエネルギー解析2016

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂
    • Organizer
      第54回セラミックス基礎科学討論会 (日本セラミックス協会基礎科学部会)
    • Place of Presentation
      アバンセ (佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-01-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 希土類イオン添加YAlO3の4fエネルギー準位の解析2015

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂
    • Organizer
      平成27年度秋季合同研究発表会 (日本セラミックス協会九州支部)
    • Place of Presentation
      アバンセ (佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of transparent p-type conducting CuI thin films by spin coating method2015

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Yudai Norikiyo, Kazushige Ueda
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics (TOEO-9)
    • Place of Presentation
      エポカルつくば (茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-10-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ln3+ 4f energy levels in YAlO3 determined by XPS measurements2015

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics (TOEO-9)
    • Place of Presentation
      エポカルつくば (茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-10-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] YAlO3中の希土類イオンのエネルギーレベル2015

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第28回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス (富山県富山市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] PLD法で作製したGd3+添加およびGd3+-Pr3+共添加YAlO3エピタキシャル薄膜の紫外CL2015

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂, 高島浩, 稲熊宜之
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学, 津島キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] PLD法によって作製されたGd3+添加YAlO3薄膜の紫外CL2014

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂, 高島浩, 稲熊宜之
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学, 札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 真空紫外線照射下におけるGd3+添加YAlO3の作製と紫外発光評価2014

    • Author(s)
      清水雄平, 青木拓磨, 植田和茂, 稲熊宜之
    • Organizer
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学, 郡元キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of Thin Films of Gd3+-Pr3+ Co-doped YAlO3 UV Phosphors2014

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • Organizer
      International Union of Materials Research Societies - The 15th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA2014)
    • Place of Presentation
      Nanakuma Campus, Fukuoka University, Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of Perovskite-Type YAlO3:Gd3+-Pr3+ UV Phosphor Thin Films2014

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • Organizer
      2014 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      San Francisco, California, USA
    • Year and Date
      2014-04-21 – 2014-04-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] PLD法によるGd^<3+>-Pr^<3+>共添加YAlO_3紫外蛍光体薄膜の作製2014

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂, 高島浩
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2014年年会
    • Place of Presentation
      慶慶義塾大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2014-03-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Gd^<3+> UV Photoluminescence in YAlO_3, LaAlO_3, and LaGaO_3 Perovskite-type Oxides2013

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Yasukazu Takano, Kazushige Ueda
    • Organizer
      The 30^<th> Japan-Korea International Seminar on Ceramics Conjugated with 2013 Fall Joint Meeting of Kyushu Branches of the Ceramic Society of Japan (CerSJ) and Technical Association of Refractories, Japan (TARJ)
    • Place of Presentation
      Kitakyushu International Conference Center, Kitakyushu
    • Year and Date
      2013-11-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] RFスパッタリング法によるペロブスカイト型紫外蛍光体YAlO_3 : Gd^<3+>-Pr^<3+>液膜の作製2013

    • Author(s)
      清水雄平, 植田和茂
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] UV Emitting Phosphors Composed of Gd^<3+> Doped III-III Perovskite-type RMO_3 (R=Y, La, M=Al, Ga)2013

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Yasukazu Takano, Kazushige Ueda
    • Organizer
      International Workshop on Green Energy Conversion-Summer School for Young Scientists-(The 2nd Inter national Seminar for Special Doctoral Program 'Green Energy Conversion Science and Technology')
    • Place of Presentation
      Koumi, Nagano
    • Year and Date
      2013-09-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] UV Emission in Gd^<3+> Doped or Gd^<3+>-Pr^<3+> Codoped III-III Perovskite-type RMO_3 (R=Y, La, M=Al, Ga)2013

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Yasukazu Takano, Kazushige Ueda
    • Organizer
      8th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics (TOEO-8)
    • Place of Presentation
      International Conference Center, Waseda University
    • Year and Date
      2013-05-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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