ガラス蛍光体の発光イオン周辺局所構造及び母体構造の統合解釈と発光特性

• 研究課題/領域番号: 15K06441
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 渕 真悟 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (60432241)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: ガラス蛍光体 / 発光効率 / 周辺局所構造 / ガラス構造 / 希土類イオン / 濃度消光 / 空隙 / 母体構造 / マルチフォン緩和 / 隣接陰イオン / ＥＸＡＦＳ / ＸＲＤ / 発光スペクトル / フォノンエネルギー

研究成果の概要

本研究では、希土類イオン原料やガラス組成を系統的に変化させたガラス蛍光体を作製し、発光特性を測定した。また、希土類イオン周辺局所構造とガラス母体構造を統合解釈して希土類イオン周辺の構造を推定し、両者にどのような関係が存在するか検討した。
その結果、ガラス母体のフォノンエネルギー変化に加えて、希土類イオン周辺の局所的なフォノンエネルギー変化が、発光特性に大きな影響を与えることが明らかとなった。また、ガラス母体構造と希土類イオン周辺局所構造の間に相関は見られなかったが、ガラス母体構造が有する空隙サイズ及びその分布が、発光特性に影響を与えている可能性を示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Luminescence properties of Pr6O11-doped and PrF3-doped germanate glasses for wideband NIR phosphor (2017)
  • 著者名/発表者名: Fuchi Shingo、Ishikawa Wataru、Nishimura Seiya、Takeda Yoshikazu
  • 雑誌名: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 巻: 28 号: 10 ページ: 7042-7046
  • DOI: 10.1007/s10854-016-6218-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luminescence properties of Tm2O3-doped oxide glasses for NIR wideband light source (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Seiya、Fuchi Shingo、Takeda Yoshikazu
  • 雑誌名: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 巻: 28 号: 10 ページ: 7157-7162
  • DOI: 10.1007/s10854-017-6699-7
  • 査読あり
• [学会発表] Tm2O3又はTmF3添加GeO2系ガラス蛍光体の発光特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村政哉、七井 靖、渕 真悟
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] Pr3+添加Bi2O3-GeO2系ガラスおよび結晶の発光特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石井恭平、澁澤允紀、七井 靖、渕 真悟
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] Pr3+添加TeO2ガラスの発光特性に対するPr3+原料の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 萩原夏子、川畑慶倫、七井 靖、渕 真悟
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 近赤外広帯域光源用Tm3+添加酸化物ガラスの発光特性 ー自己吸収の影響ー (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村政哉, 渕 真悟 , 七井 靖, 竹田美和
  • 学会等名: 第78回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] Luminescence properties of Pr3+-doped glass phosphor for blue-LED based near-infrared wideband light-source (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Fuchi and Y. Takeda
  • 学会等名: 15th Akasaki Research Center Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 近赤外広帯域光源用ガラス蛍光体の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渕真悟
  • 学会等名: 日本真空学会 スパッタリングおよびプラズマプロセス技術部会（SP部会）第151回定例研究会
  • 発表場所: 機械振興会館、東京都
  • 年月日: 2016-12-08
• [学会発表] 近赤外広帯域光源用Tm2O3添加酸化物ガラスの発光スペクトル制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村政哉, 渕真悟, 竹田美和
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Luminescence properties of Pr6O11-doped and PrF3-doped Sb2O3-ZnO-GeO2 glasses for wideband NIR phosphor (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fuchi, W. Ishikawa, S. Nishimura, and Y. Takeda
  • 学会等名: Seventh International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA 2016)
  • 発表場所: Montreal, Quebec, Canada
  • 年月日: 2016-06-13
  • 国際学会
• [学会発表] Luminescence properties of Tm2O3-doped oxide glasses for NIR wideband light-source (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Nishimura, S. Fuchi, and Y. Takeda
  • 学会等名: Seventh International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA 2016)
  • 発表場所: Montreal, Quebec, Canada
  • 年月日: 2016-06-13
  • 国際学会
• [学会発表] Ultra-wideband near-infrared light-source by Sm3+, Pr3+ co-doped glass phosphor combined with GaN-based LED (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Fuchi and Y. Takeda
  • 学会等名: 14th Akasaki Research Center Symposium
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-20
  • 国際学会
• [学会発表] 希土類イオン添加ガラスの近赤外広帯域蛍光体への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渕 真悟
  • 学会等名: 日本希土類学会第33回講演会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • 年月日: 2015-11-06
• [備考] 青山学院大学理工学部電気電子工学科 渕研究室ホームページ
  • URL: http://www.ee.aoyama.ac.jp/fuchi-lab/index.html