| 研究課題/領域番号 |
20H02438
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 北陸先端科学技術大学院大学 (2022-2023)
京都大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
上田 純平 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (90633181)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
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| キーワード | 蛍光体 / 消光 / ホール移動 / 長残光蛍光体 / 蓄光材料 / 温度消光 / 真空基準束縛エネルギー / 光イオン化 / 応力発光体 / 光電導度 / 熱ルミネッセンス / 白色LED |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シャープな赤色発光を有するMn4+, Eu3+添加蛍光体が白色LED用可視蛍光体として利用・開発されつつある。しかしながら、白色LEDの高出力化による発熱により、これらの蛍光体においても温度消光が問題となるが、その消光プロセスは完全には解明されていない。近年、Ce3+やEu2+を添加したいくつかの蛍光体において、光照射により、一時的に電子が発光中心イオンから伝導帯へ移動する消光プロセスの存在を証明したが、Mn4+、Eu3+蛍光体においては光誘起ホール移動による温度消光プロセスの存在の可能性がある。本研究では、光誘起ホール移動型消光の証明と体系的理解を目指す。
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| 研究成果の概要 |
白色LED用赤色蛍光体として、シャープな赤色遷移を有するMn4+（2E-4A2遷移）やEu3+（5D0-7F2遷移）蛍光体が研究・実用化されている。しかしながら、高温において発光強度が低下する温度消光プロセスの全容解明には至っていない。本研究で、これらの蛍光体において光励起により発光中心イオンからホールが移動するホール移動消光の存在とその証明を行った。Y2O2S:Eu3+蛍光体において、蓄光温度を変化させた熱ルミネッセンス励起スペクトル測定により、発光始準位からのホール移動が観測され、温度消光がホール移動消光であることの証明に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
蛍光体において、励起光により発光中心イオンからホールが移動して消光するプロセスを証明した例はほとんどなく学術的にも非常に意義のある研究である。また、白色LED用の赤色蛍光体として期待されているEu3+蛍光体の消光プロセスが解明されることにより、高効率かつ温度消光しにくい赤色蛍光体の材料設計が可能になり、今後の新規蛍光体開発に繋がり、社会的意義も大きいと言える。
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