研究課題
特定領域研究
希土類イオンや遷移金属イオンを発光中心とする蛍光体は、不純物を加えて作製すると、発光強度が顕著に増加する場合があることが知られている。Y_2O_3:Eu^<3+>蛍光体においては、ZnO、MgOなどの不純物を加えると、蛍光強度が増大するが、それらの原因はわかっていない。そこで、その機構を明らかにするために、焼成によって試料を作製し、さまざまな測定を行ってきた。その結果、Y_2O_3:Eu^<3+>にZnOを加えた場合は、ZnOがEu^<3+>のY_2O_3への添加を促進する効果があることがわかった。今年度は、立方晶または単斜晶の結晶構造をとるGd_2O_3を母体としたGd_2O_3:Eu^<3+>蛍光体に、ZnOを付加し、その母体結晶の構造によるZnOの効果の違いについて調べた。Gd_2O_3は、室温では立方晶が安定であり、市販の粉末は立方晶であるが、1500℃で焼成すると単斜晶となる。試料は、Gd_2O_3(単斜晶または立方晶)、Eu_2O_3(単斜晶または立方晶)とZnOの粉末を混合し、空気中、1200℃で焼成して作製した。出発原料の結晶構造の違いによるZnO付加の効果を明らかにするため、異なる量のZnOを加えた試料に対し、発光スペクトル測定、X線回折測定を行った。その結果、単斜晶のGd_2O_3に単斜晶Eu_2O_3を加えた場合の発光強度の増大は、Y_2O_3の場合と同様に、ZnOによってEuの添加が促進されたためであることを明らかにした。一方、立方晶のGd_2O_3に1mol%の単斜晶Eu_2O_3を加えた場合は、ZnOの添加によって、立方晶から単斜晶への結晶構造の変化が見られた。ZnOを加えない場合でも、高濃度のEu_2O_3を添加すれば単斜晶への変化は起きるが、Eu_2O_3濃度を301mol%にしても、Eu_2O_31mol%、ZnO5mol%の場合よりも変化は少ない。また、ZnOのみを立方晶のGd_2O_3に加えた場合は、単斜晶への変化は起きない。したがってこの場合も、ZnOはEu_2O_3の効果を増大させる働きがあることが明らかになった。
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Electrochemical and Solid-State Letters, 11(印刷中)
Solid State Communications 142
ページ: 36-40
