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バナジン酸塩化合物系レア・アースフリー蛍光体の発光メカニズムの解明と特性制御

研究課題

研究課題/領域番号 24560815
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関山形大学

研究代表者

松嶋 雄太  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (30323744)

連携研究者 鵜沼 英郎  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30273303)
川井 貴裕  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (50455903)
小玉 展宏  秋田大学, 工学資源学部, 教授 (90282152)
研究協力者 小出 拓宏  
廣岡 正大  
杉山 翔  
佐藤 茜  
志田 美乃里  
渡邊 啓介  
高橋 秀明  
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードレア・アースフリー / バナジン酸塩化合物 / 蛍光体 / 発光メカニズム / 第一原理計算 / 3d遷移金属 / 材料設計 / 持続的発展社会 / バナジウム / バナジン酸
研究成果の概要

多くの蛍光体には希土類元素(レア・アース)が添加されているが、将来にわたる安定供給が不安視されている元素である。希少元素に頼らない機能材料開発は持続的発展社会の鍵となり、本課題においてレア・アースを含まない蛍光体開発としてバナジン酸塩化合物蛍光体の研究に取り組んだ。その結果、バナジン酸塩化合物において濃青から黄色までの蛍光を実現し、配位子の一部をフッ素に置き換えたフルオロバナジン酸塩化合物において赤色系蛍光を実現した。結晶構造的考察の結果、発光エネルギーとバナジン酸塩クラスタ(VO4四面体)の構造的特徴の間の相関を見出し、任意の発光波長を実現するための材料設計指針を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Self-activated vanadate compounds toward realization of rare-earth-free full-color phosphros2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Matsushima, Takuhiro Koide, Masahiro Hiro-oka, Minori Shida, Akane Sato, Sho Sugiyama, Michimasa Ito
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 98 号: 4 ページ: 1236-1244

    • DOI

      10.1111/jace.13463

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 希土類フリー蛍光体の開発戦略2015

    • 著者名/発表者名
      松嶋雄太
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 50 ページ: 164-170

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] バナジン酸塩化合物に基づくレア・アースフリー蛍光体2014

    • 著者名/発表者名
      松嶋雄太
    • 雑誌名

      色材協会誌

      巻: 87 号: 4 ページ: 118-123

    • DOI

      10.4011/shikizai.87.118

    • NAID

      130004516289

    • ISSN
      0010-180X, 1883-2199
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Rare-earth-free full-color phosphors using 3d transition metals for the luminescent centers2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Matsushima
    • 学会等名
      Phosphor Safari 2015 (International symposium on phosphor materials 2015 in Niigata)
    • 発表場所
      新潟(メディアシップ2F 日報ホール)
    • 年月日
      2015-07-27 – 2015-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rare-earth-free full-color phosphors with 3d transition metal luminescent centers2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Matsushima, Akane Sato, Hide-aki Takahashi, Keisuke Watanabe
    • 学会等名
      11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
    • 発表場所
      カナダ、バンクーバー(Hyatt Regency Vancouver)
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 結晶構造的アプローチによるバナジン酸塩化合物蛍光体の発光メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤茜, 松嶋雄太
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2015年年会
    • 発表場所
      岡山大学(津島キャンパス)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] バナジン酸化合物レア・アースフリー蛍光体の結晶構造と発光特性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤茜, 松嶋雄太
    • 学会等名
      平成26年度 化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形大学(米沢キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] バナジン酸塩化合物レア・アースフリー蛍光体の合成と発光色制御2014

    • 著者名/発表者名
      松嶋雄太
    • 学会等名
      第2回ケミカルフィールド研究討論会(日本セラミックス協会2014年年会サテライトプログラム)
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rare-earth-free phosphors based on vanadate compounds2013

    • 著者名/発表者名
      Yuta Matsushima, Masahiro Hiro-oka, Minori Shida, Takuhiro Koide
    • 学会等名
      International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2013
    • 発表場所
      University of Rennes 1 (フランス)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Material design for red emission based on rare-earth-free phosphors with alkali vanadium oxyfluorides2013

    • 著者名/発表者名
      Yuta Matsushima, Minori Shida, Akane Sato
    • 学会等名
      International symposium for the 70th anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Rare-earth-free phosphors based on vanadate compounds from blue to yellow2013

    • 著者名/発表者名
      Yuta Matsushima, Masahiro Hirooka, Takuhiro Koide, Sho Sugiyama, Michimasa Ito
    • 学会等名
      13th Conference of the European Ceramic Society
    • 発表場所
      Ester Technopole (フランス)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] バナジン酸塩化合物に基づくレア・アースフリー蛍光体のメカニズム解明と赤色発光へ向けた材料設計2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤茜, 志田美乃里, 廣岡正大, 松嶋雄太
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Rare-earth-free phosphors based on vanadate compounds from blue to yellow2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsushima, M. Hirooka, T. Koide, S. Sugiyama, M. Ito
    • 学会等名
      13th International Conference of the European Ceramic Society
    • 発表場所
      Limoges, France
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] バナジン酸塩化合物に基づくレア・アースフリー蛍光体の開発2013

    • 著者名/発表者名
      廣岡正大, 小出拓宏, 杉山翔, 松嶋雄太
    • 学会等名
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Rare-earth-free phosphors from deep-blue to yellow based on vanadate compounds2012

    • 著者名/発表者名
      M. Hirooka, T. Koide, S. Sugiyama, M. Ito, Y. Matsushima
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies &International Conference on Electronic Materials 2012
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] バナジン酸塩化合物に基づくレア・アースフリー蛍光体2012

    • 著者名/発表者名
      松嶋雄太, 廣岡正大, 小出拓宏, 杉山翔
    • 学会等名
      平成24年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      岩手大学工学部
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 松嶋研究室のホームページ

    • URL

      http://mat-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 蛍光薄膜の製造方法2013

    • 発明者名
      後藤大作, 松嶋雄太, 佐藤茜
    • 権利者名
      (株)東海理化, 山形大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-10-07
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蛍光体の製造方法2012

    • 発明者名
      井東道昌, 松嶋雄太, 小出拓宏, 廣岡正大
    • 権利者名
      東海理化, 山形大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2012-08-07
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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