| 研究領域 | 機能コアの材料科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05196
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター |
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研究代表者 |
吉田 要 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (00397522)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | ゼオライト / レアースフリー蛍光体 / 電子顕微鏡 / 構造解析 / 銀カチオン / 蛍光体 / カチオン交換 / 蛍光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
レアアースフリー蛍光体である銀交換ゼオライトの構造を原子スケールで明らかにし，その蛍光特性発現機構の解明を行なっていく．銀カチオンの構造解析は高分解能電子顕微鏡法による原子スケール直接観察によってすすめるが，ゼオライト類は電子線照射への耐性が低いため，これらの原子スケール観察を行うには特殊な条件下での観察が必要となる．本研究ではこうした特殊な観察手法を用いることで，これまでに解析が困難であったゼオライト内カチオン構造を明らかにし，新規蛍光体形成のための重要な知見を構築することが本研究の目的である．
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| 研究実績の概要 |
レアースフリー蛍光体として期待される銀交換型ゼオライトを合成し、透過型電子顕微鏡による原子スケール構造解析を行なった。
サンプルはFAU型骨格を有する市販ゼオライト粉末（NaX型）を出発原料として水溶液中でのカチオン交換法により銀カチオンを導入した。ゼオライトは電子線への耐性が非常に低いことから、合成したサンプルの電子顕微鏡観察においては、低損傷観察法により解析を行なっており、像モードとしては重金属のコントラスト形成に有利となる高角環状暗視野走査透過電子顕微鏡（HAADF-STEM）法により行なった。HAADF-STEMでの高分解能観察の結果、ゼオライト内の銀カチオンが直接観察さすることができ、原子スケールでの構造解析が可能となった。複数の投影像を用いた構造解析により、FAU型骨格内で複数の異なる細孔サイトにたいして形成された銀カチオンクラスター構造が確認された。特に比較的大きな空間を有するスーパーケージ内においては、これまでに報告がなされていない特異なクラスターカチオンの形成が確認された。今回初めて確認されたスーパーケージ内の銀カチオンクラスターの構造は非常に特異なものであり構造は完全な解析までに至っていないが、ゼオライト細孔内での遷移金属カウンターカチオン分布といった点において非常に興味深い結果となっている。
本研究で得られた構造情報はは将来的な計算化学との連携なども含めて、レアアースフリー蛍光体の設計における重要な知見を与えるものと期待される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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