| 研究課題/領域番号 |
19K15296
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
清水 雄平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (90828005)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 蛍光式温度センサ / 蛍光体 / 応用光計測 / 蛍光式温度計 / セラミックス / 蛍光温度計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
セラミックス蛍光体の発光の温度依存性を利用した、高電磁場環境下の温度測定や二次元温度分布の測定が期待される。熱的にカップルした二つの励起準位からの発光強度比から温度を求める場合、二つの発光を分離して正確な強度比を求めることが重要であるが、一種類の発光中心では発光波長が近接し分離が難しい。そこで本研究では、熱的にカップルしたルートで二つの励起準位が繋がった二種類の発光中心を共添加したセラミックス蛍光体を開発する。発光波長の離れた発光中心を用いることで、発光の簡単な分離と正確な強度比決定が期待できる。実用の観点から、青色LED励起やシリコンフォトダイオードでの発光検出が可能な蛍光体の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
二次元温度分布測定への応用を目指し、二つの波長帯の発光強度比の温度依存性を利用する方法に着目して、蛍光式温度センサとして使用する蛍光体を検討・評価した。発光中心であるCe3+とYb3+を共添加したY3Al5O12セラミックス蛍光体を候補材料として、様々な温度で発光スペクトルを測定し、各温度におけるCe3+とYb3+の発光強度を評価した。温度センサの感度に相当する、温度変化に対する発光強度比の変化は、100 ℃から200 ℃の間で大きく変動した。相対感度は150 ℃付近で約1.4 % K-1であることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Ce3+とYb3+を共添加したY3Al5O12(YAG:Ce-Yb)蛍光体は、利用しやすい身近な光源(波長約450 nmの青色LED光)を用いて励起・発光させることができ、室内光環境下でも十分に視認可能な強度の発光を示す。また、Ce3+とYb3+の発光波長は互いに離れているため、分光器を用いず光学フィルタで容易に各々の発光を分離でき、発光強度比を求めやすい。本研究においてYAG:Ce-Yb蛍光体の発光強度比や感度の情報が得られたことは、今後、蛍光式二次元温度分布測定をより簡易に実現するうえで、重要で意義ある成果である。
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