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光電融合へ向けたシリコン基板上新規蛍光体光源の創生に関する研究

Research Project

Project/Area Number 13J08736
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

七井 靖  電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords蛍光体 / シリコン / 希土類 / フォトルミネッセンス / 硫化物蛍光体 / シリコン墓板上光源 / シリコンフォトニクス / エネルギー移動 / PL / EL
Outline of Annual Research Achievements

採用2年目は、高い耐水性を有する新規シリコン硫化物蛍光体材料について、合成方法の最適化を行うとともに、発光波長制御と発光特性の解明を行った。具体的には緑色蛍光体(La,Ce)6Si4S17について、Y添加によるガラス化の抑制を行うことで、結晶中のCe濃度を変化させた単相試料の合成に成功した。また、発光および励起スペクトルや内部量子効率のCe濃度依存性について明らかにした。内部量子効率は結晶中のCe濃度が他の希土類元素に対して7%のときに最大59%に達した.さらに、サイト選択分光法によりその発光および励起スペクトルについて詳細に解析を行った。この成果は応用物理学会の秋季講演会(2014年9月)および春季講演会(2015年3月)で発表し、他の参加者と議論を行った。

黄色蛍光体(Y,Ce)4(SiS4)3について、発光波長制御を目的としてGaを添加した試料を合成した。Gaで結晶中の希土類サイトを10%置換することで発光ピーク波長を575 nmから595 nmまでシフトさせ、橙色蛍光体を得ることに成功した。さらに、サイト選択分光法により、Ga添加による発光ピーク波長の変化を複数の発光帯の強度比変化で説明した。この成果は応用物理学会春季講演会(2015年3月)で発表し、発光波長制御法について議論を交わした。

採用1年目で詳細に調査した(Gd,Ce)4(SiS4)3および(Y,Ce)4(SiS4)3蛍光体について、Mater.Res.Express, 2 (2015) 036203-1-11.でその結晶構造と発光特性を報告した。それに加え、励起スペクトル測定と共同研究者による第一原理バンド構造計算から、母体結晶のバンド構造に関する議論も論文中で行い、Gd4(SiS4)3が直接遷移型のバンド構造を有していることを明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Crystal structure and photoluminescence of (Gd,Ce)4(SiS4) and (Y,Ce)4(SiS4)32015

    • Author(s)
      Yasushi Nanai, Katsuhiro Suzuki, Tsuyoshi Okuno
    • Journal Title

      Materials Research Express

      Volume: 2 Issue: 3 Pages: 036203-036203

    • DOI

      10.1088/2053-1591/2/3/036203

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] サイト選択分光法による(La,Ce,Y)6Si4S17 蛍光体のスペクトル分離2015

    • Author(s)
      七井靖, 室崎祐, 奥野剛史
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Ga 添加による(Y,Ce)4(SiS4)3 黄色蛍光体の発光波長制御2015

    • Author(s)
      七井靖, 大和樹志,奥野剛史
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] La6Si4S17母体結晶の合成およびCe賦活蛍光体の発光特性2014

    • Author(s)
      七井靖,室崎祐,奥野剛史
    • 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
    • Year and Date
      2014-09-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 黄色チオシリケート蛍光体Gd_4 (Sis_4)_3 : Ce^<3+>の発光特性2014

    • Author(s)
      七井 靖
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 黄色チオシリケート蛍光体Y_4 (Sis_4)_3 : Ce^<3+>の発光特性2013

    • Author(s)
      七井 靖
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Structure and Photoluminescence of Ce^<3+>-doped (Y, La)-Thiosilicates2013

    • Author(s)
      七井 靖
    • Organizer
      JSAP (The Japan Society of Applied Physics)-MRS (The Materials Research Society) Joint Symposia
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

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

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