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フルオロクロミック無機蛍光体の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K06801
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

藤原 忍  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60276417)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード蛍光体 / 希土類元素 / フルオロクロミズム / 光物性 / 表面科学 / イメージング / 化学センサ / 蛍光センサ / 無機工業化学 / ナノ材料 / 表面・界面物性
研究成果の概要

無機蛍光体は蛍光灯や白色LEDなどに使われている発光材料である。本研究では、外部からの物理的あるいは化学的な刺激を受けて発光特性が変化するフルオロクロミズムという新たな機能を無機蛍光体に付与することを目指した。実際に、水素ガスや過酸化水素など反応性の高い化学物質の存在下で発光強度が著しく低下するような応答性を確認することができ、化学センサなどへの応用を見込める無機蛍光体の合成に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

物質の発光現象を利用して、身の回りの化学的および物理的情報を可視化する技術が注目されている。そのような物質のほとんどは有機物質であるが、繰り返しての利用や過酷な環境下での利用には、耐久性に優れる無機物質が望まれる。本研究では、無機蛍光体の発光特性が結晶の歪み、欠陥の生成、表面状態の変化などに対して敏感であることに着目し、水素ガスや過酸化水素に高感度に応答する無機物質の開発に成功した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Pt-loaded Y2WO6:Eu3+ Microspheres and Their Hydrogen-sensitive Turn-off Luminescence2020

    • 著者名/発表者名
      Y. He, R. Hara, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 12 ページ: 6697-6704

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b04476

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Micro-/Mesoporous Structures on H2O2 Sensing Ability of YVO4:Eu3+ Phosphor Particles2020

    • 著者名/発表者名
      K. Motomiya, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Monodispersed CePO4:Tb3+ Porous Microspheres and Their Redox-responsive Luminescence2019

    • 著者名/発表者名
      S. Takasu, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 1 号: 8 ページ: 807-807

    • DOI

      10.1007/s42452-019-0854-0

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biphasic Sol-Gel Synthesis of Microstructured/Nanostructured YVO4:Eu3+ Materials and Their H2O2 Sensing Ability2019

    • 著者名/発表者名
      K. Motomiya, K. Sugita, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 23 ページ: 20353-20361

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b02915

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication and Refractive Index Control of Transparent and Luminescent HfO2:Ln3+ (Ln3+ = Eu3+, Tb3+) Thin Films for Enhanced Surface Emissions2019

    • 著者名/発表者名
      M. Muroi, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 8 号: 12 ページ: R169-R175

    • DOI

      10.1149/2.0041912jss

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of Hollow and Aggregated CeO2:Sm3+ Microspheres and Their Redox-responsive Luminescence2019

    • 著者名/発表者名
      T. Umehara, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 787 ページ: 1074-1081

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2019.02.129

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorochromic Properties of Undoped and Ln3+-doped CaWO4 Phosphor Particles2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuchiya, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 7 号: 5 ページ: R50-R56

    • DOI

      10.1149/2.0171805jss

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bサイトカチオンの価数変化に基づくCaTiO3:Pr3+およびCaZrO3:Pr3+ナノ粒子のフルオロクロミズム2020

    • 著者名/発表者名
      高橋秀明,萩原学,藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多孔質化した層状イットリウム水酸化物の合成とリン酸イオンセンサへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      吉田岳春,萩原学,藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Fluorochromic Properties of Eu3+-activated Tungstate Phosphors2019

    • 著者名/発表者名
      S. Fujihara, H. Ye, R. Hara, and M. Hagiwara
    • 学会等名
      2nd Global Forum on Advanced Materials and Technologies for Sustainable Development (GFMAT-2)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface Reactivity of Metal Oxide Nanocrystals as Evaluated by Optical Characterization2019

    • 著者名/発表者名
      S. Fujihara, H. Takahashi, T. Umehara, and M. Hagiwara
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid-phase Synthesis of Pt-loaded Y2WO6:Eu3+ Phosphor Particles for Hydrogen Gas Sensing2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ye, M. Hagiwara, and S. Fujihara
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゾル-ゲル法によるペロブスカイト型CaTiO3:Pr3+蛍光体の合成とそのフルオロクロミック特性2019

    • 著者名/発表者名
      高橋秀明,萩原学,藤原忍
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会第17回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 均一沈殿法によるEu3+ドープ層状複水酸化物の合成とリン酸イオンセンサへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      吉田岳春,萩原学,藤原忍
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会第17回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 表面活性な蛍光体粒子の新規合成とH2O2蛍光センシング2019

    • 著者名/発表者名
      本宮香純,萩原学,藤原忍
    • 学会等名
      第39回電子材料研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tiイオンの価数変化に起因するCaTiO3:Pr3+蛍光体ナノ粒子のフルオロクロミズム2019

    • 著者名/発表者名
      高橋秀明,萩原学,藤原忍
    • 学会等名
      第39回電子材料研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 希土類ドープBaSnO3の溶液合成と発光および電気特性2019

    • 著者名/発表者名
      山内太郎, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イットリウム系MOFを経由した多孔質Y2O3:Eu3+粒子の合成と蛍光センシング特性2019

    • 著者名/発表者名
      坂廻昂祐, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2相ゾル-ゲル法によるYVO4:Eu3+ナノ/マイクロ構造膜の作製およびH2O2センサーへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      本宮香純, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] H2 Reduction Response of Pt/Y2WO6:Eu3+ Phosphor Particles for Sensing Application2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ye, M. Hagiwara, S. Fujihara
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面構造制御に基づくスマートな希土類蛍光体の創製と化学センシングへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      藤原忍
    • 学会等名
      第34回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2相ゾル-ゲル法によるYVO4:Eu3+ナノ/マイクロ構造体の作製およびH2O2センシング2018

    • 著者名/発表者名
      本宮香純, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会第16回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Design and Fabrication of Antireflective Luminescent Coatings by Liquid Processes2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fujihara and M. Hagiwara
    • 学会等名
      Materials Challenges in Alternative and Renewable Energy 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MOFを前駆体とした多孔質Y2O3:Eu3+粒子の合成と化学センシング特性2018

    • 著者名/発表者名
      坂廻昂祐, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Eu3+賦活タングステン酸系蛍光体の微細構造制御とフルオロクロミック特性2018

    • 著者名/発表者名
      藤原忍, 叶洪, 原莉沙子, 萩原学
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] MOFを経由した多孔質Y2O3:Eu3+粒子における蛍光センシング機能の創成2018

    • 著者名/発表者名
      坂廻昂祐, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型BaSnO3半導体の溶液合成と物性制御2018

    • 著者名/発表者名
      山内太郎, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 無機蛍光体の構造制御に基づくH2O2蛍光センシング機構の構築2018

    • 著者名/発表者名
      本宮香純, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 希土類ドープハフニア薄膜の構造ならびに発光制御2018

    • 著者名/発表者名
      室井美穂, 萩原学, 藤原忍
    • 学会等名
      第38回エレクトロセラミックス研究討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of Y2WO6:Eu3+ particles by hydrothermal method for luminescence sensing applications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ye, M. Hagiwara, S. Fujihara
    • 学会等名
      第38回エレクトロセラミックス研究討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2相ゾル-ゲル法で合成したYVO4:Eu3+ナノ/マイクロ構造膜によるH2O2センシング2018

    • 著者名/発表者名
      本宮香純、萩原学、藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状イットリウム水酸化物の構造制御と蛍光センシング材料への応用2018

    • 著者名/発表者名
      森山隼、萩原学、藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Fluorochromic Phosphor Materials2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fujihara, R. Hara, Y. Tsuchiya, and M. Hagiwara
    • 学会等名
      The 12th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HfO2:Ln3+透明薄膜蛍光体の作製と光学特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      室井美穂、萩原学、藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学浴析出法による機能性有機色素-ZnOハイブリッド膜の合成およびエレクトロクロミック特性2017

    • 著者名/発表者名
      百武大希、細野英司、萩原学、松田弘文、藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状イットリウム水酸化物膜の作製と蛍光センシング材料への応用2017

    • 著者名/発表者名
      森山隼、萩原学、藤原忍
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] HfO2:Ln3+蛍光体を利用した光学薄膜の作製および発光特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      室井美穂、萩原学、藤原忍
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 無機材料の光機能アセンブリー

    • URL

      https://www.applc.keio.ac.jp/~shinobu/research1.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 無機材料の光機能アセンブリー

    • URL

      http://www.applc.keio.ac.jp/~shinobu/research1.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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