| 研究概要 |
本研究では,サーファクタント錯体に紫外光や電子線照射によって自発光する希土類イオンを導入した錯体を合成し,それらの新しい発光材料としての可能性について検討した。合成した化合物は,3価の希土類イオンとしてテルビウム(Tb),ユウロピウム(Eu),ツリウム(Tm),セリウム(Ce),イットリウム(Y),またはネオジウム(Nd)イオンを,また対イオンとして2本長鎖アンモニウムイオンを有している。これらのレアアース錯体は,比較的広い温度範囲で安定なS_A相を示すことがわかった。また,X線回折測定からレアアース錯体液晶は特異的な組織体構造を有することを見いだした。レアアース錯体は低温でも結晶化が起こらず,層状構造を有する液晶ガラスを自発形成することを明らかにした。最も興味深いのは,面内無秩序なアルキル層によって遮断された2次元イオン層面内において,希土類イオンがヘキサゴナル格子を形成している点である。つまり,合成したイオン性レアアース錯体の固体状態は,S_B構造を有する異方性アモルファス状態であるといえる。このような構造的特徴は,この液晶ガラス薄膜が高濃度の希土類イオンを含んでいるにもかかわらず消光現象を起こさず高い発光強度を示すといった優れた光物性を導く。実際,液晶相や等方相といった流動相では発光強度が温度の影響を強く受けるが,固体状態では発光強度の温度依存性はまったくみられなかった。また,外部刺激によって相構造変化を引き起こし,希土類イオン間のエネルギー移動をコントロールすることによって,発光強度を自在にチューニングすることも可能である。さらに,導入する希土類イオンを選択あるいは組み合わせることによって,単色性に優れた発光のカラーチューニングも実現することができる。Eu,Tb,Tmイオンを含むレアアース錯体の無色透明な液晶ガラス薄膜に紫外光照射すると,赤(R),緑(G),青(B)の発光を観察することができた。新しい発光材料としての応用展開が期待できる。
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