| 研究課題/領域番号 |
16206068
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
斉藤 秀俊 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (80250984)
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| 研究分担者 |
伊藤 治彦 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70201928)
西野 純一 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (70272862)
大塩 茂夫 長岡技術科学大学, 工学部, 教務職員 (90160473)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | ナノアーキテクチャー / 酸化物 / カソードルミネッセンス / SEM / アルミネート / ZrO2 / HfO2 / 蛍光体 |
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| 研究概要 |
超高純度・超高結晶性ウイスカー合成のためのCVD装置で、高純度原料を用いてナノアーキテクチャーを作製した。次に電界放射走査型電子顕微鏡(FE-SEM)で試料を観察した。さらにFE-SEMに組み込んだカソードルミネセンス画像解析装置でアーキテクチャーの発光画像化をおこなった。対象とする試料は、紫外線発光用ではZnOウイスカー、ZrO_2-HfO_2ウイスカー、Y_2O_3:RE(RE:希土類)ウイスカーさらにSr_xA_yO_<25>:Euである。ZnOでは結晶全面から380nmの紫外線が発光していることがわかった。結晶が完全性をもつであろう滑らかな結晶面では一様に発光しているものの、結晶欠陥となる双晶の結合部位などで発光が弱いところが見受けられた。一方、ZrO_2-HfO_2ウイスカーでは室温での発光強度が大変弱く、明確な画像は得られなかった。しかしながら、低倍率像において結晶全体から280nmの紫外線発光が得られているということがわかった。さらに220nmに自由励起子によるとおもわれる発光がわずかに観察された。ZrO_2-HfO_2ウイスカーからは280nmを中心とする強い紫外線発光が得られるが、X線回折実験の結果、波長の変化と結晶の格子定数の間に相関があることを見出した。とくにZrO_2-HfO_2の組成を変化させると、格子定数が極端に大きくなる組成があり、そのようなところで発光波長の長波長化が確認された。以上の現象を検討した結果、ポーラロンによる発光機構が示唆された。Y_2O_3,:Euの発光サイト解析を行った結果、発光に適切な位置にRE原子が入ることで発光輝度が増大することがわかった。ストロンチウムアルミネート系酸化物であるSr_xA_yO_<25>:EuとAl_2O_3の固相反応を利用して、多重波長型(ハーモニー)蛍光体の合成に成功した。Sr_xA_yO_<25>:Euのx,y組成を変化することにより発光波長が変わり、さらにそれを垂直方向に積層することにより、ハーモニー型蛍光体の合成に成功した。その様子を世界で初めてカソードルミネセンス画像で可視化した。
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