| 研究概要 |
無水銀蛍光ランプとして、Xeエキシマーから生じる波長172nmの真空紫外光を可視光に変換する方式に注目し、そのための高効率蛍光体探索を行っている。今年度は下記の成果を得た。
(1)波長172nmで透明な母体に希土類イオンをドープし、その許容遷移を用いて励起光を吸収させれば、結晶の比較的内部まで励起され、高い発光量子効率が得られるのではないか、と考えた。そこでYPO_4を母体とし、4f-5dないし電荷移動遷移により172nm光を強く吸収するSm^<3+>,Tb^<3+>,Dy^<3+>,Tm^<3+>の発光特性を調べた。もっとも効率の高いTb^<3+>の緑色発光は、PDP用青色実用蛍光体(略称BAM)の約80%の量子効率を持つことが判明した。
(2)GdPO_4などの正燐酸塩に希土類イオンをドープした系で、Gd^<3+>のエネルギー準位を介した量子効率1以上の過程(Quantum cutting)の可能性を検討した。その際Pr^<3+>,Nd^<3+>,Er^<3+>,Tm^<3+>からGd^<3+>へのエネルギー伝達が起こり、波長312nmのGd^<3+>の発光が生じることを見出した。この発光はPr^<3+>と組み合わせたときもっとも強く、量子効率はBAMの約60%であった。これらの過程は紫外発光蛍光体への利用が考えられるが、Quantum cutting実現には障害となる。
(3)GdSc_3B_4O_<12>:Eu^<3+>の橙赤色発光が、波長約170nmにピークを持つ励起帯(BO_3^<3->基による)を示すことを見出した。ただし、この試料は複数の相からなるため、上記励起帯を示す組成の確認実験を行っている。
(4)3元酸化物の発光効率が高い条件として、母体の吸収端と発光イオンの許容遷移のエネルギーが重なっていることが考えられる。このことをSrTiO_3,BaTiO_3,SrIn_2O_4を母体とし、Pr^<3+>を発光イオンとして示した。
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