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レアアースフリー蛍光体のためのAgゼオライトにおけるPL機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K05026
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 応用物性
研究機関弘前大学

研究代表者

鈴木 裕史  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (50236022)

研究分担者 宮永 崇史  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70209922)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードゼオライト / フォトルミネッセンス / Agクラスター / XAFS / レアアースフリー / IR吸収スペクトル / レアアースフリー蛍光体 / 新機能材料 / 応用物性
研究成果の概要

広範囲の励起光を用い、新たな発光種を探索した。220-600nmを連続的に照射したところ、メインバンドはA, X, Yそれぞれで530, 510, 460nmであり、励起波長はおよそ250 - 350 nmであった。この励起波長帯は人体に最も悪影響を与える紅斑紫外線領域とほぼ一致している。
同時時間分解PL&XAFSオペランド測定を時間分解能1分で行った結果、Ag形X型ゼオライトにおける発光種はAgペアが準安定状態に位置することでゼオライト骨格が発光している可能性が高いことを提案した。Ag形ゼオライトのPLは、Agの僅かな位置の変化に起因し、その位置によって異なるPLを発現すると解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代の『光』社会のため、環境に優しく低コストなレアアースフリー蛍光物質であるAg形ゼオライトのフォトルミネッセンス(PL)機構解明について研究を行った。
蛍光現象が起きる励起波長はおよそ250-350nmであった。この波長帯は人体に最も悪影響を与える紅斑紫外線領域とほぼ一致している。つまりAg形ゼオライトはこの有害な紫外線領域を選択的に吸収することが明らかになった。
XAFSとIR測定により、Ag形ゼオライトのPLはゼオライト中にあるAgの僅かな位置の変化に起因し、その位置によって異なるPLを発現すると解明した。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] Local structure change of luminescent Ag zeolite-A and -X studied by in situ XAFS and IR spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      T. Miyanaga, Y. Suzuki, S. Narita and R. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Synchrotron Rad.

      巻: 27 号: 6 ページ: 1640-1647

    • DOI

      10.1107/s1600577520012540

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local enhanced site in surface enhanced infrared absorption with gold nano particle array by Rigorous coupled-wave analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Mitobe Daichi、Suzuki Yushi、Shimada Toru
    • 雑誌名

      Journal of Physics Communications

      巻: 4 号: 11 ページ: 115009-115009

    • DOI

      10.1088/2399-6528/abc9d6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoluminescence of Ag-loaded A, X, and Y type zeolites heat-treated in atmosphere2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yushi、Miyanaga Takafumi、Yamauchi Kazuma、Mori Naohiro、Nakamura Reki
    • 雑誌名

      Advances in Applied Physics

      巻: 7 号: 1 ページ: 19-28

    • DOI

      10.12988/aap.2019.985

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simulation of enhanced infrared absorption spectra by rigorous coupled wave analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yushi、Ishigo Yuta、Tsushima Masamichi、Nakashima Hiroshi、Shimada Toru
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: 6 号: 10 ページ: 1050d7-1050d7

    • DOI

      10.1088/2053-1591/ab432e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximum size limit of Au nanoparticle applicable for surface enhanced infrared absorption2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ishigo · Hiroshi Nakashima · Masamichi Tsushima · Toru Shimada · Yushi Suzuki
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 125 号: 12 ページ: 863-863

    • DOI

      10.1007/s00339-019-3140-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verifying electromagnetic first layer effect on surface enhanced infrared absorption with evaporated gold nano island film2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yushi、Nakashima Hiroshi
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: 6 号: 8 ページ: 085038-085038

    • DOI

      10.1088/2053-1591/aaf6c0

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ag 形ゼオライトにおける低温加熱領域でのPLの変化2021

    • 著者名/発表者名
      冨岡凌輔,小野茉紘,岡良樹,宮永崇史,鈴木裕史
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトの加熱温度によるPL変化2021

    • 著者名/発表者名
      小野茉紘,岡良樹,宮永崇史,鈴木裕史
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトのAgクラスター崩壊過程におけるPL測定2020

    • 著者名/発表者名
      小野 茉紘, 岡 良樹, 山内 一真, 鈴木 裕史, 宮永 崇史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトX, YにおけるPL強度の加熱処理温度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      岡 良樹, 山内 一真, 宮永 崇史, 鈴木 裕史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトの加熱温度と銀イオンの関連性2020

    • 著者名/発表者名
      岡 良樹, 山内 一真, 小野 茉紘, 宮永 崇史, 鈴木 裕史
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトのAgクラスター崩壊過程におけるPL測定2020

    • 著者名/発表者名
      小野 茉紘, 山内 一真, 岡 良樹, 鈴木 裕史, 宮永 崇史
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 回転Auナノアレイによる赤外吸収増大のRCWAシミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      大島卓, 水戸部大地, 鈴木裕史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 厳密結合波解析による表面増大赤吸収における増大場分布2020

    • 著者名/発表者名
      水戸部大地, 島田透, 鈴木裕史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Auサブ波長格子による赤外吸収増大のRCWAシミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕史,水戸部大地
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトのAgクラスター崩壊過程におけるPL測定2020

    • 著者名/発表者名
      小野茉紘, 岡 良樹, 山内一真, 鈴木裕史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトX, YにおけるPL強度の加熱処理温度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      岡 良樹, 山内一真, 宮永 崇史, 鈴木裕史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 亜鉛形ゼオライトにおけるPL発現条件の探索2020

    • 著者名/発表者名
      大川内雅斗, 岡 良樹, 宮永 崇史, 鈴木裕史
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 厳密結合波解析による表面増大赤吸収収における表面第一層効果の検証2020

    • 著者名/発表者名
      水戸部大地, 鈴木裕史
    • 学会等名
      日本表面真空学会 令和元年度 東北・北海道支部後援会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The thickness control of organic thin films for the evaluation of surface enhanced infrared absorption2019

    • 著者名/発表者名
      IKUTA, Sachi; SUZUKI, Yushi; SHIMADA, Toru
    • 学会等名
      日本化学会第99春期年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライト AのPL強度の変化とAgクラスターの関係2019

    • 著者名/発表者名
      岡 良樹, 山内 一真, 成田 翔, 重野 友, 宮永 崇史, 鈴木 裕史
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] その場PL・XAFS測定によるAg形ゼオライトのAgクラスター崩壊過程の観測2019

    • 著者名/発表者名
      山内 一真, 宮永 崇史, 鈴木 裕史
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 厳密結合波解析による表面増大赤外吸収における物理的表面第一層効果の検証2019

    • 著者名/発表者名
      水戸部 大地, 島田 透, 鈴木 裕史
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコンラインアンドスペース構造における赤外吸収の増強2019

    • 著者名/発表者名
      島田 透, 生田 咲智, 鈴木 裕史
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトのPLにおけるクラスター崩壊時間2019

    • 著者名/発表者名
      岡良樹,山内 一真,鈴木裕史,米谷陸杜,宮永崇史
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトのAgクラスター崩壊過程におけるその場PL・XAFS測定2019

    • 著者名/発表者名
      山内 一真,鈴木裕史,米谷陸人,宮永崇史
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトのクラスター崩壊過程におけるXAFS及びPLの時間変化2018

    • 著者名/発表者名
      米谷陸杜・山内一真・宮永崇史・鈴木裕史
    • 学会等名
      第21回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライトの冷却過程におけるPLとXAFSのその場同時測定2018

    • 著者名/発表者名
      山内一真・米谷陸杜・宮永崇史・鈴木裕史
    • 学会等名
      第21回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag-A・X・Y型ゼオライトにおけるPL発光2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 裕史, 盛 眞裕, 山内 一真, 宮永 崇史
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag 形ゼオライトの冷却過程における PL と XAFS のその場同時測定2018

    • 著者名/発表者名
      山内 一真, 鈴木 裕史, 米谷 陸杜, 宮永 崇史
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 銀形ゼオライトの冷却過程におけるその場PLとXAFS測定2018

    • 著者名/発表者名
      山内 一真, 鈴木 裕史, 米谷 陸杜, 宮永 崇史
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 銀形ゼオライトにおけるPL発光種に関する考察2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕史, 柳谷拳至, 弓指司, 成田翔, 宮永崇史
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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