| 研究課題/領域番号 |
16K05955
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
前田 幸治 宮崎大学, 工学部, 教授 (50219268)
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| 研究分担者 |
鈴木 秀俊 宮崎大学, 工学部, 准教授 (00387854)
境 健太郎 宮崎大学, 産学・地域連携センター, 准教授 (20336291)
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| 研究期間 (年度) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| キーワード | ラジオフォトルミネッセンス / ホウリン酸塩 / 希土類 / 価数変化 / X線励起 / サマリウム |
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| 研究実績の概要 |
今年度は、ホウリン酸塩蛍光体であるSr1-xBPO5にSmを0.5 mol％添加した試料を固相反応法によって作製した。粉末X線回折実験より、単相のSrBPO5(ICDD 01-089-7585)結晶が同定された。他に2種類のホウリン酸塩蛍光体を作成したが、異相も出現し単相にならなかった。
X線照射前ではSm3+イオンの発光のみ見られたがX線照射後では、Sm3+イオンの発光だけでなく、Sm2+イオンの強い発光も現れ、価数変化を確認できた。照射X線は、CuKα線を用い照射量は、照射時間によって変化させた。価数変化したイオンからのPL強度は、はじめ照射時間に比例的に増加し、その後飽和する傾向を示した。それらの変化は指数関数型の時定数と飽和発光強度の2つのパラメータのみの関数でよく表現できた。この関数は、先にBaSO4に対するX線強度とPL強度の関係で見出したものと同じであり、材料系が異なってもラジオフォトルミネッセンス強度は同じ関数で表せることが明らかになった。この時定数が小さいほど早く飽和し、Ｘ線照射に対する価数変化が大きいことを意味する。
飽和発光強度は、ホウ酸を添加すると増加した。その量は10mol%の時がみかけの最大となった。それ以上では、表面が荒れることにより同じ条件でPL強度が測定できなくなった。ストロンチウム量依存性は、x=0.05の時に飽和強度が高く時定数も最も小さくなった。Sr量を減らすことで、SmがSrサイトを占める割合が増加したため、飽和発光強度が増加したと思われる。Srの量を調整することはRPL強度を制御する上で重要である。
この材料は1年程度は室温、大気中でSm2+イオンを保持でき、環境に対する保存性も高かった。また、PLを測定するレーザ強度（数ｍW）では、Smイオンの光イオン化などによる逆方向の価数変化は、生じないことを確かめた。
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