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溶液錯体化学法による希土類物質のパノスコピック形態制御

研究課題

研究課題/領域番号 16080206
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

垣花 眞人  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50233664)

研究分担者 佐々木 聡  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10162364)
研究期間 (年度) 2004 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
32,300千円 (直接経費: 32,300千円)
2007年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
2006年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
2005年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
2004年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
キーワード溶液錯体化学法 / 希土類物質 / パノスコピック / 形態制御 / 蛍光体
研究概要

平成19年度は、(1)水・アルコール混合溶媒を用いたソルボサーマル法による形態の制御された蛍光体微粒子の合成に成功し、(2)錯体重合法を用いたパラレル合成による新規蛍光体の探索手法を確立し、(3)硫化物系蛍光体合成ルートの開発に基づき、新たな白色LED用新規蛍光体を発見することができた。具体的な研究成果は以下の通りである。
(1)臨界温度の異なる水とアルコールを混合溶媒とするソルボサーマル法により、特に水の分率の低い領域において、アルコール単体で超臨界を示し、水単独では超臨界でない温度でのソルボサーマル処理をすることにより、粒径の小さい分散性に優れた蛍光体微粒子の合成に成功し、また処理温度を可変することによりウィスカー状粒子や板状粒子など形態制御が可能なことが明らかになった。通常の溶液法では、分散性に優れる微粒子を得ることは容易ではないので、本研究成果は意義がある。
(2)候補蛍光体の組成のライブラリーを作成し、対応する組成に応じた溶液系を試験管アレイに準備し、同時に錯体重合プロセスを施すことにより、多数の蛍光体を同時に並列的に合成し、蛍光体として利用可能な組成のスクリーニングをする、という錯体重合パラレル合成法を開発した。この手法により、ツリウム賦活カルシウムガレート新規蛍光体を発見した。信頼性の高い新物質探索手法として画期的であり、関連分野へのインパクトが大きい成果である。
(3)ユーロピウム賦活バリウムアルミニウム硫化物系蛍光体を錯体重合法と石英ガラスアンプル封入法とを組み合わせることにより、極めて高品質な蛍光体を合成できることを明らかにした。この方法は汎用性が高く、硫化物を扱う研究分野において極めて意義の高い成果である。白色LED用蛍光体としては、希土類賦活バリウム亜鉛硫化物およびストロンチウム亜鉛硫化物が、青色励起によりそれぞれ深赤色および黄色の発光を呈することが初めて明らかにされた。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (8件) 図書 (2件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Ca_3Sc_2Si_3O_<12>: Ce^<3+> phosphor by hydrothermal Si alkoxide gelation2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, et, al.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science 43

      ページ: 2213-2216

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of propylene glycol-water ratio on morphology of Y_2O_2S particles prepared by complex homogeneous precipitation method2008

    • 著者名/発表者名
      Valery Petrykin, et, al.
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116

      ページ: 454-458

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel synthetic exploration of Tm^<3+>-doped alkaline-earth gallate phosphors by use of polymerizable complex method2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, et, al.
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 115(10)

      ページ: 612-614

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of BaAl_2S_4: Eu Phosphor Using BaS: Eu Precursor Prepared by the Polymerizable Complex Method2007

    • 著者名/発表者名
      V. Petrykin, et, al.
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 115(10)

      ページ: 615-618

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of YVO_4: Eu^<3+> phosphors via micro-gel spray freeze-drying method2007

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Iwamura, et, al.
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 115(12)

      ページ: 920-924

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 錯体重合法によるCa_3Sc_2Si_3O_<12>: Ce^<3+>蛍光体の合成(Synthesis of Ca_3Sc_2Si_3O_<12>: Ce^<3+> using polumerizable complex methond)2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木義仁, 他
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 54(1)

      ページ: 44-47

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 錯体重合法による酸化物粉体の精密化学合成と高機能化(Precisely-Controlled Synthesis of Oxide Powders by Polymerizable Complex Method Towards High-Performance)2007

    • 著者名/発表者名
      垣花眞人
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 54(1)

      ページ: 32-38

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 錯体重合法によるCa_3Sc_2Si_3O_<12> : Ce^<3+>蛍光体の合成2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木義仁, 他
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 54

      ページ: 44-47

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 錯体重合法による酸化物粉体の精密化学合成と高機能化(受賞記念論文)2007

    • 著者名/発表者名
      垣花眞人
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 54

      ページ: 32-38

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of high brightness submicron Y_2O_2S red phosphor powders by complex homogeneous precipitation method2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kawahara, et al.
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 18

      ページ: 6303-6307

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of submicron Y_2O_2S red phosphor powders with high emission intensity by complex homogeneous precipitation method2006

    • 著者名/発表者名
      Valery Petrykin, et al.
    • 雑誌名

      Proceeding for 13th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence 2006 International Conference on the Science and Technology of Emissive Displays and Lighting

      ページ: 273-274

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Use of polymerizable complex method for synthesis of novel phosphor materials2006

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Watanabe, et al.
    • 雑誌名

      Proceeding for 13th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence 2006 International Conference on the Science and Technology of Emissive Displays and Lighting

      ページ: 356-358

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 新規水溶性チタン錯体の開発2005

    • 著者名/発表者名
      冨田恒之 他
    • 雑誌名

      化学工業 53・3

      ページ: 208-213

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 水溶性プロセスを利用したセラミックス合成2005

    • 著者名/発表者名
      冨田恒之 他
    • 雑誌名

      未来材料 5・10

      ページ: 37-43

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of submicron-sized Y_2O_2S:Eu phosphor particles with high brightness by complex homogeneous precipitation method2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Kakihana
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of high brightness YVO_4:Eu phosphor by polymerizable complex method2005

    • 著者名/発表者名
      Masato Kakihana
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Eu (II) Activated Sulfide Phosphors BaAl_2S_4 and Ba_2ZnS_3 by Polymerizable Complex Method2007

    • 著者名/発表者名
      Chi-Woo Lee, et, al.
    • 学会等名
      7回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-12-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] マイクロゲル噴霧凍結乾燥法によるイットリウム系蛍光体の合成2007

    • 著者名/発表者名
      岩村正之, 他
    • 学会等名
      平成19年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会及び第27回基礎科学部会
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2007-11-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 錯体重合法並列合成を使ったツリウム青色発光に適したアルカリ土類ガリウム複合酸化物母体の探索2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木義仁, 他
    • 学会等名
      希土類若手研究発表会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Ba_2ZnS_3 doped with Eu (II) using gel-pyrolysis precursors and effect of Sr substitution2007

    • 著者名/発表者名
      Chi-Woo Lee, et, al.
    • 学会等名
      成19年度 日本化学会 化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] マイクロゲル噴霧凍結乾燥法による球状多孔質ZnOの合成2007

    • 著者名/発表者名
      岩村正之, 他
    • 学会等名
      第20回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水熱ゲル化法によるCa_3Sc_2Si_3O_<12>蛍光体の合成2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木義仁, 他
    • 学会等名
      第20回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fine particles of Y_2O_3: Eu synthesized by using solvothermal method2007

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Nakashima, et, al.
    • 学会等名
      SPS Japan-Korea Nano Particle Seminar Symposium on the Nano Particles and High-functional Interface Science
    • 発表場所
      Yamagata
    • 年月日
      2007-08-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ナノフォトセラミックスの液相合成と高機能化へのシナリオ〜蛍光体と光触媒を例に〜2007

    • 著者名/発表者名
      垣花眞人
    • 学会等名
      セラミックス大学2007
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-07-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] ナノ蛍光体の開発と応用「ゾルゲル法・(錯体重合法)」2007

    • 著者名/発表者名
      垣花眞人
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] セラミックス製造プロセス 応用技術大全集2007

    • 著者名/発表者名
      垣花眞人
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 無機EL用蛍光体の製造方法2007

    • 発明者名
      ペトリキンヴァレリー、垣花眞人
    • 権利者名
      東北大学、住友金属鉱山株式会社
    • 産業財産権番号
      2007-113429
    • 出願年月日
      2007-04-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 複合金属化合物の製造方法2006

    • 発明者名
      垣花眞人, 鈴木義仁
    • 権利者名
      東北大学(株)三菱化学科学技術研究センター
    • 産業財産権番号
      2006-140482
    • 出願年月日
      2006-05-19
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 複合金属化合物の製造方法2006

    • 発明者名
      垣花眞人, 鈴木義仁
    • 権利者名
      東北大学(株)三菱化学科学技術研究センター
    • 産業財産権番号
      2006-212253
    • 出願年月日
      2006-08-03
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 無機EL用蛍光体の製造方法2006

    • 発明者名
      ペトリキンヴァレリー, 垣花眞人, 冨田恒之
    • 権利者名
      東北大学住友金属鉱山株式会社
    • 産業財産権番号
      2006-248754
    • 出願年月日
      2006-09-13
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 複合金属酸化物の製造方法2006

    • 発明者名
      垣花 眞人, 原 聖子, 冨田 恒之
    • 権利者名
      東北大学, (株)三菱化学科学技術研究センター
    • 産業財産権番号
      2006-036909
    • 出願年月日
      2006-02-14
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 無機EL用蛍光体の製造方法

    • 発明者名
      ペトリキンヴァレリー, 垣花眞人
    • 権利者名
      東北大学住友金属鉱山株式会社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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