| 研究課題/領域番号 |
17K06786
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
松嶋 雄太 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30323744)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 深赤色蛍光体 / 3ds遷移金属 / レアアースフリー / 分子動力学シミュレーション / 結晶構造の可視化 / 3d遷移金属蛍光体 / フッ素ドープアルミン酸リチウム / 欠陥型無秩序スピネル / 構造のランダム性 / アルミニウムリチウムフッ化酸化物 / 鉄（III）イオン / マンガン（IV）イオン / 電子遷移メカニズム / 蛍光体 / 可視光励起 / 深赤色 / 分子軌道計算 / 分子動力学計算 |
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| 研究成果の概要 |
本課題ではLED照明に利用可能な新規深赤色体蛍光体に関する研究を行った。Li Al5 O8組成のアルミン酸リチウムの酸素の一部をフッ素で置換したフッ素ドープアルミン酸リチウム(ALFO)を新たに合成し、この物質がFe3+を含む3d遷移金属発光中心イオンに対し優れた蛍光体母体となる得ることを発見した。
発光メカニズムに基づく材料設計を実現するために、分子動力学シミュレーション(MD)などの計算科学的アプローチを援用した新しい材料開発手法を提案した。そこでは、発光中心イオンが蛍光体母体の格子を歪ませる様子をシミュレーションし、実験的に得られた発光特性との関係を議論した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題では、深赤色領域の新規蛍光体を開発し、その有効性について議論を行った。単なる希土類蛍光体の代替ではなく、希土類蛍光体が出せない特性を有する新規3d遷移金属深赤色蛍光体を開発することを目的とした。このような深赤色蛍光体は一般照明の演色性向上のほか、植物育成用の特殊照明、シリコン光電池の発電効率向上用の波長変換フィルター、バイオマーカーなどへの応用が可能で、その研究成果は、日常用途からエネルギー、食糧、医療まで幅広い分野に波及するものである。実験科学的な結果と計算科学な知見を相補的に併用する新しい材料開発手法を提案し、メカニズムに基づく材料設計の有効性を示すことができた。
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