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2017 年度 実施状況報告書

置換サイトを区別した希土類イオン添加ペロブスカイト酸化物蛍光体の開発と蛍光評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K06724
研究機関九州工業大学

研究代表者

植田 和茂  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70302982)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
キーワードペロブスカイト / 希土類イオン / 発光 / 占有サイト / 蛍光
研究実績の概要

ペロブスカイト型構造をとる酸化物蛍光体AB03に添加した希土類イオンが、AまたはBサイトのいずれかを置換することによって、その蛍光および励起スペクトルの形状に変化を与えると考えられるが、その詳細な報告はなされていない。一般的には、希土類イオンの大きさはAサイトイオンに近いため、希土類イオンはAサイトを置換することが多いことが報告がほとんどない主な原因であると思われる。しかし最近の研究で、AサイトだけではなくBサイトにも置換する希土類イオンと母体の組み合わせが存在することが、その蛍光スペクトルより明らかになりつつある。初年度の成果では、ペロブスカイト構造ではなくダブルペロブスカイト構造AA'BB'06を用いることで、AまたはBサイトを明確に区別し、作製したサンプルでその蛍光評価を行った。今年度は、単純なペロブスカイト構造酸化物でAまたはBサイトを区別する取り組みを行い、実際に希土類イオンの占有サイトをAまたはBサイトに区別できたサンプルを合成した。それらのサンプルに対して、X線回折測定や放射光施設におけるXANES測定を行い、希土類イオンがAまたはBサイトを区別して占有していることを実験から明らかにした。希土類イオンの占有サイトが明確にわかったペロブスカイト構造酸化物を用いて、それらのサンプルの蛍光特性を評価し、異なる形状を持つ蛍光スペクトルおよび励起スペクトルを得ることが可能になった。

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

単純なペロブスカイト構造酸化物でAまたはBサイトを区別する理想的なサンプルを合成でき、ひとつの母体で占有サイトの分離が可能になり、蛍光の評価結果が意味あるものになった。また、占有サイトの直接観察として行ったXANES測定も予測どおりの結果が得られ、意図した化学組成で作製したサンプルがおよそその組成どおりになっていることを確認できた。これらの結果をまとめて、学会発表を行うことができたため、おおむね順調に研究が進んでいるものと判断した。

今後の研究の推進方策

ダブルペロブスカイト構造・単純ペロブスカイト構造のいずれの構造でも、希土類イオンをAまたはBサイトに区別して添加することができ、それらの実験的な確認および蛍光の評価が一部のサンプルで可能になった。さらに、同様な実例となるサンプルを増やしながら、Tbイオンの占有サイトと発光の普遍的な関係を得られるように、解析を進めると共に結果をまとめていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

年度末の残額が少額であったため、次年度の消耗品費としての使用を計画した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Institut des Materiaux Jean Rouxel (IMN)/Universite de Nantes/CNRS(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut des Materiaux Jean Rouxel (IMN)/Universite de Nantes/CNRS
  • [雑誌論文] Luminescence and Valence of Tb Ions in Alkaline Earth Stannates and Zirconates Examined by X-ray Absorption Fine Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda Kazushige、Shimizu Yuhei、Nagamizu Kouta、Matsuo Masashi、Honma Tetsuo
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 ページ: 12625~12630

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b02165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo- and cathodoluminescence of Eu3+ or Tb3+ doped CaZrO3 films prepared by pulsed laser deposition2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda Kazushige、Shimizu Yuhei、Takashima Hiroshi、Massuyeau Florian、Jobic Stephane
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 73 ページ: 504~508

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2017.09.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoluminescence excitation spectra of lanthanide doped YAlO3 in vacuum ultraviolet region2017

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yuhei、Ueda Kazushige、Inaguma Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 66 ページ: 327~331

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2017.02.029

    • 査読あり
  • [学会発表] Ln3+ 4f energy levels in CaTiO3 analyzed by XPS measurements2017

    • 著者名/発表者名
      R. Yamamoto, K. Ueda
    • 学会等名
      10th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-, cathodo-, electro-luminescence of lanthanide doped perovskite-type oxide thin films2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ueda, Y. Shimizu, H. Takashima
    • 学会等名
      The 15th International conference of advanced materials (IUMRS-ICAM 2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energy levels of doped trivalent lanthanide ions in perovskite-type oxides determined by x-ray photoelectron spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ueda, Y. Shimizu
    • 学会等名
      The 15th International conference of advanced materials (IUMRS-ICAM 2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ペロブスカイト型LaLuO3中へのTb3+イオンのサイト選択添加2017

    • 著者名/発表者名
      (九州工業大学) ○植田 和茂・田中 就斗・(JASRI) 本間 徹生
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会
  • [学会発表] Tb3+イオンをサイト選択添加したペロブスカイト型LaLuO3の蛍光2017

    • 著者名/発表者名
      (九州工業大学) ○田中 就斗・植田 和茂
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会
  • [学会発表] XPS測定によるCaMO3(M=Ti, Zr, Sn)中の希土類イオン4f軌道のエネルギー準位の解析2017

    • 著者名/発表者名
      (九州工業大学) ○山本 稜・植田 和茂
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会
  • [学会発表] ペロブスカイト型LaScO3中のTb3+からの発光2017

    • 著者名/発表者名
      田中就斗,清水雄平,植田和茂
    • 学会等名
      平成29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)

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公開日: 2018-12-17  

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