| 研究課題/領域番号 |
22K05264
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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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| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
長谷川 拓哉 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (30793690)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 蛍光体 / 酸化物 / モリブデン酸 / 希土類 / ナノ結晶 / レドックス / 蛍光スイッチング / モリブデン酸塩 / エレクトロクロミック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請課題は，層状酸化物の層電荷を能動的に制御するという新しい結晶層修飾技法を駆使することで，遷移金属のエレクトロクロミズム能により希土類イオンの蛍光能がON/OFFするフルオロエレクトロクロミック（ＦＥＣ）材料の創出を目指す研究である。その新材料創出に向けて，１）層電荷制御の適用材料の拡張，２）層電荷制御技術を基盤としたＦＥＣ材料の創出，３）ＦＥＣ機能のメカニズムの解明，を主たる研究課題とすることで，最終目標を達成する。
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| 研究実績の概要 |
本課題は，研究代表者の独自技術である「結晶層修飾技法」（層状酸化物の層電荷を能動的に制御する手法）を駆使することで，電気化学的刺激がトリガとなって希土類イオンの蛍光能がON/OFFするフルオロエレクトロクロミック（ＦＥＣ）材料の創出を目指す研究である。2年目となる本年度は，主に結晶母体となる層状希土類モリブデン酸AEu(MoO4)2 (A=Li-Cs, NH4)の水熱反応プロセスによる直接合成と，その酸化還元挙動の解明を行った。
適切な水熱合成プロセスを経ることで，種々の層状希土類モリブデン酸を合成することに成功した。これらの合成におけるアルカリ金属水酸化物／硝酸ユーロピウム原料比を変化させることで，それらの結晶形態が顕著に変化することを見出し，その蛍光特性も異なることが見いだされた。この蛍光特性と結晶形態の相関を，透過電子顕微鏡および電子線回折法からKEu(MoO4)2およびRbEu(MoO4)2における得られた粒子が，添加原料比に応じて異なる原子配列からなることが分かり，それに依存して異なる蛍光特性を示すことを見出した。また，アスコルビン酸による化学的酸化還元挙動を観察することができた。
また，蛍光スイッチングに用いるための電極作製プロセスの最適化はほぼ完了し，電気泳動法による蛍光体粒子堆積が最適であることが分かった。また，それに付随する電気化学セルもおおむね完成し，その基礎的電気化学特性評価，透過・反射率測定，蛍光特性評価法もおおむね確立している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2年目となる今年度においては，フルオロエレクトロクロミックに資する基礎的な知見を得ることに成功している。特に層状希土類モリブデン酸塩の良質な微粒子合成に成功し，その合成知見を十分に確立することができている。また，その化学的酸化還元挙動の理解も深まり，電気化学的蛍光スイッチングへの準備がほぼ整っているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，電気化学に基づく能動的蛍光スイッチングの実現に向けて，主にモリブデン酸塩に焦点を絞り，その電極作製ならびにFECセルの作製，各種測定を進める。
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