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2015 年度 実績報告書

希土類添加アルミニウム系ペロブスカイト型酸化物の発光解析と応用

研究課題

研究課題/領域番号 13J05026
研究機関九州工業大学

研究代表者

清水 雄平  九州工業大学, 大学院工学府, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードペロブスカイト型酸化物 / 希土類 / エネルギーレベル / 発光デバイス / 紫外エレクトロルミネッセンス
研究実績の概要

最終年度の平成27年度では、III-III系ペロブスカイト型酸化物母体のエネルギーバンドに対する希土類イオンのエネルギーレベル図をまとめること、及び希土類イオン添加III-III系ペロブスカイト型酸化物蛍光体薄膜を用いた紫外エレクトロルミネッセンス(UV-EL)デバイスの試作とUV-ELの発現の検証が目標であった。前者のエネルギーレベル図については、X線光電子分光法(XPS)を活用した希土類イオンのエネルギーの解析方法に関する論文と、その手法をYAlO3に適用して作成したエネルギーレベル図に関する論文にまとめ、いずれも国際学術雑誌上で公開された。本研究により、XPSによる希土類イオンのエネルギーの効率的な解析方法が実証され、また代表的な材料における希土類イオンのエネルギーレベルが明らかとなり、今後の新規蛍光体の開発や発光解析を進めるうえで有用な成果を得た。後者のUV-ELデバイスについては、Gd3+添加YAlO3薄膜を用いた薄膜型UV-ELデバイスを作製し、そのUV-ELの発現を調査した。デバイスは工業的に汎用なスパッタリング法により薄膜を積層させて作製した。デバイスに交流電圧を印加したところ、電界の集中のために発光は不均一であったが、Gd3+由来のUV-ELを観測した。本研究により、世界で初めてペロブスカイト型酸化物を用いた薄膜型デバイスからのUV-ELの発現を実証し、その成果は学会において報告した。現在、課題である均一な面発光の実現のための方策も決まり、研究は次の段階へ進みつつある。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Determination of 4f energy levels for trivalent lanthanide ions in YAlO3 by X-ray photoelectron spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2016.03.020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lanthanide 4f energy levels in perovskite-type YAlO32015

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 168 ページ: 14-19

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2015.07.018

    • 査読あり
  • [学会発表] RFスパッタリング法によるGd3+添加YAlO3薄膜紫外ELデバイスの作製2016

    • 著者名/発表者名
      清水雄平, 植田和茂
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] YAlO3:Gd3+薄膜を用いた紫外ELデバイスの作製2016

    • 著者名/発表者名
      清水雄平, 植田和茂
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス (東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-16
  • [学会発表] UV photoluminescence and cathodoluminescence from Gd3+ in YAlO3 thin films2016

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda, Hiroshi Takashima, Yoshiyuki Inaguma
    • 学会等名
      Electronic Materials and Applications 2016 (EMA 2016)
    • 発表場所
      Orlando (USA)
    • 年月日
      2016-01-20 – 2016-01-22
    • 国際学会
  • [学会発表] XPSによるYAlO3ペロブスカイト中の希土類イオンのエネルギー解析2016

    • 著者名/発表者名
      清水雄平, 植田和茂
    • 学会等名
      第54回セラミックス基礎科学討論会 (日本セラミックス協会基礎科学部会)
    • 発表場所
      アバンセ (佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2016-01-07 – 2016-01-08
  • [学会発表] 希土類イオン添加YAlO3の4fエネルギー準位の解析2015

    • 著者名/発表者名
      清水雄平, 植田和茂
    • 学会等名
      平成27年度秋季合同研究発表会 (日本セラミックス協会九州支部)
    • 発表場所
      アバンセ (佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2015-11-06
  • [学会発表] Preparation of transparent p-type conducting CuI thin films by spin coating method2015

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Shimizu, Yudai Norikiyo, Kazushige Ueda
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics (TOEO-9)
    • 発表場所
      エポカルつくば (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Ln3+ 4f energy levels in YAlO3 determined by XPS measurements2015

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Shimizu, Kazushige Ueda
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics (TOEO-9)
    • 発表場所
      エポカルつくば (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] YAlO3中の希土類イオンのエネルギーレベル2015

    • 著者名/発表者名
      清水雄平, 植田和茂
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス (富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18

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公開日: 2016-12-27  

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