| 研究課題/領域番号 |
21H03733
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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80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
河野 直樹 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (60800886)
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| 研究分担者 |
篠崎 健二 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (10723489)
柳田 健之 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20517669)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 励起子 / 有機無機ハイブリッド / ガラス / 有機無機ペロブスカイト型化合物 / シンチレータ / ドシメータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、有機無機ペロブスカイト型化合物と多孔質ガラスの複合材料を開発する。有機無機ペロブスカイト型化合物の優れた発光特性とガラスの利点を活かすことで、大容量で成形加工の容易な新規蛍光体材料が作製できると期待される。蛍光体材料の中でも、放射線を低エネルギー光子に変換するシンチレータは、医療機器やセキュリティ機器など様々な用途で用いられている。本研究では、様々な当該複合材料を作製し、光物性や放射線応答性を評価することで、新たなシンチレータ材料を開発する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、様々な孔径を有する多孔質ガラスに、低次元構造を有する有機無機ハイブリッド材料を導入した複合材料を作製し、作製した材料について光励起時およびＸ線励起時における発光特性の評価を行った。まず量子井戸構造を有する(C6H5C2H4NH3)2PbBr4を、およそ4 nm、15 nm、50 nmの孔径を有する多孔質ガラスにそれぞれ導入した複合材料を作製した。合成条件の最適化の結果、4 nmの孔径を有する多孔質ガラスを用いた際は、良好な透明性を有する複合材料の合成に成功したが、孔径が増加するに従って、透明性が減少した。さらに、孔径が増加するに従って、Ｘ線励起時の発光量が増加することがわかった。さらに、(C6H5C2H4NH3)2PbBr4にSrやBa等の異種金属元素を添加した２次元有機無機ペロブスカイト型化合物を作製し、その化合物を多孔質ガラスに導入した複合材料を作製した。SrやBa等の添加により、複合材料のＸ線励起時における発光量が増加することがわかった。SrやBa等の異種金属元素の添加により、２次元有機無機ペロブスカイト型化合物の光励起時の量子収率やＸ線励起時の発光量が増加することがすでに報告されている。異種金属添加により生じる発光量向上効果が、多孔質ガラスに導入した際にも生じていることが示唆された。加えて、SbBr3やMnBr2等を含む0次元有機無機ハイブリッド化合物を合成した後、多孔質ガラスに導入した複合材料を新たに作製した。その結果、Sb3+やMn2+イオンに由来する発光が複合材料から観測できることがわかった。よって、二次元有機無機ペロブスカイト型化合物だけでなく、多種多様な次元性を有する有機無機ハイブリッド化合物を導入した複合材料の作製が可能であることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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