ナノ結晶化ガラスの欠陥構造制御と蓄光特性

• 研究課題/領域番号: 23656391
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 藤原 巧 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10278393)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 残光・蓄光特性 / 希土類フリー発光体 / ガラス結晶化 / 欠陥構造制御 / 希土類フリー

研究概要

本研究では、「環境調和」、「安価・低コスト」、「省エネ」という環境調和型の持続社会を構築するために必要な社会要請に応えるため、ガラスにおけるナノ結晶化や熱処理により誘起される欠陥構造制御を活用する発光特性の発現と蓄光材料開発を進めた。これは、太陽光エネルギーの中で、従来は効率的に活用されていない波長の短い光エネルギーを、時間かつ周波数（波長）の観点から高効率利用が可能な形態へと変換させる画期的な技術である。
具体的には、元素戦略的な観点から、希土類フリー酸化物発光体やガラス結晶化により誘起される欠陥構造が起源となり、発光の時間制御による蓄光効果が高効率に発現する新機能材料の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Emission property of Sn2+-doped ZnO-P2O5 glass (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 巻: 383 ページ: 184-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal domain growth driven by nanometric phase separation in perfect surface crystallization (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural relaxation and quasi-elastic light scattering in glass: Approach by ferroelectric and ion-conducting phases (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Scientific Reports, 2, (2012), 714 巻: 2 号: 1
  • DOI: 10.1038/srep00714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between emission property and concentration of Sn2+ center in the SnO-ZnO-P2O5 glass (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 20巻 号: 25 ページ: 27319-27326
  • DOI: 10.1364/oe.20.027319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of annealing at maximum nucleation temperature on boson peak in lithium-disilicate glass (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 120 ページ: 256-258
  • NAID: 130004480060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Zn defects in willemite-type Zn_2GeO_4 during supercooled liquid-crystal phase transition (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋儀宏, 安藤正尊, 井原梨恵, 藤原巧
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol.98 号: 22
  • DOI: 10.1063/1.3597300
  • 査読あり
• [学会発表] Why does single-domain crystal form in nonstoichiometric glass?: Micro- and nanoscopic study in fresnoite glass-ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 学会等名: The 23rd International Congress on Glass
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 招待講演
• [学会発表] The relationship between low-temperature excess heat-capacity and physical properties in ZnO-P2O5 glasses (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizeki, T. Fujiwara
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] Crystallization in Glass : Novel Functional Materials for Photonic Application (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fujiwara
  • 学会等名: The 6th Symposium on Functional Glasses and International Forum on New Photoelectric Materials
  • 発表場所: 中国・Guangzhou大学
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] Photoluminescence in Mineral-Derived Titanosilicates with Various Ti-Polyhedral Types for Rare-Earth Free Phosphor (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, T. Fujiwara
  • 学会等名: Fifth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Crystallization in Glass: Novel Functional Materials for Photonic Application (2012)
  • 著者名/発表者名: Takumi FUJIWARA
  • 学会等名: The 6th Symposium on Functional Glasses and International Forum on New Photoelectric Materials
  • 発表場所: Guangzhou, China
  • 招待講演
• [学会発表] Inelastic light scattering of silicate glass and its relation to elastic property (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, T. Fujiwara
  • 学会等名: 5th French-Japanese Joint Workshop on Frontier Materials
  • 発表場所: Rennes, France
  • 招待講演
• [学会発表] White Light Emission of Rare Earth-Free Phosphate Glass (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, T. Fujiwara
  • 学会等名: Internatiomal Symposium for Phosphor Materials
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2011-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] White Light Emission of Rare Earth-Free Phosphate Glass (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Masai, T. Fujiwara
  • 学会等名: Internatiomal Symposium for Phosphor Materials(招待講演)
  • 発表場所: 新潟市
• [図書] 化学便覧 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原 巧
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: 丸善
• [図書] NEW GLASS (2011)
  • 著者名/発表者名: 正井博和, 藤原 巧
  • 出版者: ニューガラスフォーラム社
• [図書] ＮＥＷ ＧＬＡＳＳ (2011)
  • 著者名/発表者名: 正井博和、藤原 巧
  • 出版者: ニューガラスフォーラム
• [備考]
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/fujiwara-lab/
• [備考] 東北大学大学院工学研究科 応用物理学専攻 藤原研究室
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/fujiwara-lab/
• [備考] 東北大学大学院工学研究科 応用物理学専攻 藤原研究室
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/fujiwara-lab/
• [備考]
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/fujiwara-lab/
• [産業財産権] 白色発光ガラス, ガラス被覆発光素子及び発光装置 (2011)
  • 発明者名: 正井博和, 藤原 巧
  • 権利者名: 正井博和, 藤原 巧
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2011-024190
  • 出願年月日: 2011-04-07
• [産業財産権] 白色発光ガラス、ガラス被覆発光素子及び発光装置 (2011)
  • 発明者名: 正井博和、藤原 巧
  • 権利者名: 正井博和、藤原 巧
  • 産業財産権番号: 2011-024190
  • 出願年月日: 2011