| 研究課題/領域番号 |
16K04961
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
小野 晋吾 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40370126)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 真空紫外 / フッ化物 / 発光素子 |
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| 研究実績の概要 |
ネオジウム添加フッ化ルテチウム（Nd3+:LuF3）は、真空紫外領域における数少ない高い発光効 率を示す蛍光体である。電子線励起蛍光を利用した高出力真空紫外光源を実現するため、 Nd3+:LuF3 の電子線照射時の劣化機構を解明し、高い発光効率と高い電子線耐性を持つ Nd3+:LuF3薄膜化技術 を確立することが本研究の目的である。この目的達成のため、まずパルスレーザー堆積法を用いた高品質フッ化物薄膜作製技術の開発を行った。具体的には、フェムト秒レーザーを用いたパルスレーザー堆積装置を作製し、ナノ粒子を堆積した薄膜形成を行うとともに、ナノ秒レーザーを用いて作製した薄膜との比較を行った。
ナノ粒子化においてはチャンバー内の雰囲気ガスとして用いたアルゴンガスの圧力を0.1から500 Paの範囲でコントロールし、ドロップレット等の大きな粒子の堆積を避ける為にターゲットの下方に堆積用基板を配置することで、数 nm ~ 数十 nmの領域での粒子径制御に成功した。粒子の形状については，どのガス圧下で作製されるものについてもそのほとんどが球状であった。これに加え、ナノ粒子化した際の電子線励起発光スペクトル計測により、量子サイズ効果による発光波長の短波長シフトを確認した。一方で、薄膜作製においてはフェムト秒レーザーで作製した薄膜はナノ秒レーザーで作製した薄膜に比べ、結晶性、組成ずれの点で優れていることを確認した。本成果は候補材料が限られている固体の真空紫外蛍光体開発において極めて重要な技術となる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度の研究計画では、フェムト秒パルスレーザー装置を光源として用いたパルスレーザー堆積装置を作製し、フッ化物薄膜の作製と評価を行うとしている。我々は、この装置を作製し、これを用いてフッ化物薄膜が作製可能であることを確認した。さらに、レーザー出力の薄膜品質への影響を調査するとともに、従来型のナノ秒パルスレーザーを用いた場合との比較も行っている。また、これらの実験と並行して、フッ化物ナノ粒子作製にも着手した。よって進行状況は順調であると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、パルスレーザー堆積法によるフッ化物薄膜の高品質化を目指す。過去に申請者が作製した多くのフッ化物薄膜の中で、特に密度の低い薄膜が堆積されているため、電子線照射の際、材料内での電子との相関領域が広がりにくく、効率よく発光量を増加させることができないでいた。そこで、可能な限り高密度なターゲットや混合比を変えたものを作製する。また、フッ素欠陥は主に薄膜作製時の照射レーザーパワーによって制御可能であり、高出力レーザーパルスを照射するほどフッ素の脱離が起こりやすくなる。このフッ素欠陥は大気中で容易に酸化され、電子線照射の際、劣化の起点となる。そこで、意図的に欠陥の多い薄膜を作製し、電子線照射による劣化の状態を調査することで、劣化メカニズムの解明を行う。
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