| 研究課題/領域番号 |
12650817
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 東京工科大学 |
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研究代表者 |
山元 明 東京工科大学, バイオニクス学部, 教授 (00247298)
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| 研究分担者 |
岡本 慎二 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創生科学科, 助手 (50324976)
三田 陽 東京工科大学, 工学部, 教授 (20200040)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
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| キーワード | 無水銀蛍光ランプ / 真空紫外線 / 蛍光体 / 希土類イオン / 発光量子効率 / エネルギー伝達 / 非線型発光 / 正燐酸塩 / ホウ酸塩 / quantum cutting / SrTiO_3 / 不純物添加 / 結晶性改善 |
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| 研究概要 |
[I]Xeエキシマーから生じる波長172nmの光を可視光に変換するための高効率蛍光体探索を行った。13年度は、量子効率1以上の発光過程(Quantum cutting)の可能性を、安定な酸化物(希土類正燐酸塩)について検討した。しかし、2個のフォトンを逐次放出すべき希土類イオンの高い励起準位から無輻射緩和が起こること、希土類イオン間のエネルギー伝達があることによりQuantum cuttingが阻害された。2個の4f電子または正孔を持つPr^<3+>およびTm^<3+>からGd^<3+>への紫外領域におけるエネルギー伝達の結果、172nm励起で波長312nmのGd^<3+>の強い発光が生じる。この発光波長は光触媒活性化などに用途がある。
[II]14年度は、母体から発光イオンへのエネルギー伝達のある材料の探索を行った。
(1)赤色発光を示すYAlO_3Eu^<3+>にGdを置換すると172nm励起で効率が約30%向上する。これは、Gd置換により母体の基礎吸収端が長波長にシフトするためである。副生物の生成を抑制し高効率を得る合成法として、反応性の高いアルミナ(θ相)を原料に用い、1500℃で6時間焼成する方法を開発した。
(2)SrTiO_3Pr^<3+>にAlなどのIII族元素を添加すると効率が最大約200倍に向上する。このとき、SrTiO_3の束縛励起子からPr^<3+>にエネルギーが伝達される。Srを他のアルカリ土類に変えた複酸化物で発光効率を測定し、母体の基礎吸収端とPr^<3+>の4f-5d遷移エネルギーとの重なりが効率と相関していることを示した。
[III]高密度電子線励起により、凹凸の激しい絶縁体粉末層が明るい白色発光を示すことを見出した。この発光は、閾値電流以上で急速に強くなるという非線型性を示す。カソード電圧25kV、電子線スポット径約0.3mmで、得られた最低の閾値は0.2mAである。閾値を低下させ、信頼性が上がれば、この発光は照明に応用できると考える。
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