| 研究課題/領域番号 |
09555187
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
島田 昌彦 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (80029701)
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| 研究分担者 |
上田 恭太 東北大学, 工学部, 助手 (50271862)
窪田 俊一 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (10271975)
滝沢 博胤 東北大学, 工学部, 助教授 (90226960)
清水 悦雄 化成オプトニクス株式会社, 研究開発室, 部長代理(研究職)
長谷 堯 化成オプトニクス株式会社, 研究開発室, 部長(研究職)
長谷 尭堯 化成オプトニクス株式会社, 研究開発室, 部長(研究職)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1998年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1997年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
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| キーワード | 高輝度発光体 / 希土類付活発光材料 / 層状酸化物 / 濃度消光 / 三次元的エネルギー回遊 / メリライト型構造 / 発光減衰曲線 / 高輝度蛍光体 / 一次元的エネルギー回遊 |
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| 研究概要 |
本研究では蛍光体母結晶として、これまでにその可能性が明らかでなかったLiSr_2YO_4,SrLaGa_3O_7,CaLaAl_3O_7とLaTa_7O_<19>を対象にEu^<3+>イオン、Tb^<3+>イオン、Tm^<3+>イオンを付活した赤色、緑色、青色蛍光体を各々合成し、発光特性評価を行いその結晶構造との相関性を検討した。所定の温度・雰囲気で焼成することにより、LiSr_2Y_<1-x>RE_xO_4とSrLa_<1-x>RE_xGa_3O_7(RE=Eu,Tb,Tm)の全固溶域において単一相を合成し、固溶体の発光特性の発光元素濃度依存性を評価した。LiSr_2Y_<1-x>Eu_xO_4では赤色発光を示し、x=0.15をピークとして付活剤濃度の増加と共に発光強度は減少した。一方、SrLa_<1-x>Eu_xCa_3O_7の赤色発光強度の濃度依存性は、x=0.2とx=0.8付近に2つのピークが観測され、メリライト型構造におけるEu^<3+>イオンのペア配置によると考えられた。本研究における蛍光体の発光強度と母結晶中の希土類イオン間の距離との関係において、最近接希土類イオン間距離に注目すると、層間の距離のほぼ等しいBaEu_2Ti_3O_<10>とEuTa_7O_<19>は層内の距離が増加するにつれて、励起エネルギーの消失が抑制され発光強度が強くなることが判明した。鎖内と層内の距離がほぼ等しい蛍光体では、母結晶の結晶構造の低次元化が発光強度と密接に関係していることも明らかとなった。ー方、メリライト型構造を母結晶とした場合は、発光希土類元素のペアを組ませてペア同士の距離を離すことにより、エネルギー移動を抑制して単位体積当たりの発光希土類元素濃度を上げる事が可能であることも明らかとなった。
蛍光体の発光強度と母結晶中の希土類イオン間の距離と配置の次元性とは密接な関係があり、本研究によってこれまで報告されていない新規母結晶蛍光体の作製に成功し、結晶構造と発光特性との相関性について詳細な検討を行い、高輝度発光材料を開発する一つの指針を得ることができた。
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