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本研究では、すべての希土類元素を含有することが可能な硫化物ガラスの組成の探索を行い、Ga_2S_3-GeS_2-La_2S_3-Ln_2S_3系ガラス(Ln=yttrium or lanthanoids)を見出した。そして、得られたガラスの構造を明らかにするために、X線動径分布解析、ラマンスペクトル解析、逆モンテカルロシミュレーション、広域X線吸収端微細構造(EXAFS)解析を行った。また、Ga_2S_3-GeS_2-La_2S_3-Ln_2S_3系ガラス(Ln=yttrium or lanthanoids)において、熱的性質などの基礎的物性の希土類元素依存性を調べ、希土類含有硫化物ガラスのキャラクタリゼーションを行った。さらに、硫化物ガラス中にドープされたEr^<3+>の発光特性を、吸収スペクトル測定、蛍光寿命測定、アップコンバージョン蛍光スペクトル測定から明らかにした。そして、輻射・非輻射緩和理論を用いて、輻射遷移確率、多フォノン緩和速度、発光の量子効率などの算出を行った。Er^<3+>アップコンバージョン特性については、フッ化物ガラスと比較を行い、硫化物ガラスの光機能性材料としての可能性について検討を行った。
この研究成果はこの種の研究の一里塚であり、今後、一層の研究の進展が望まれる。
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