| 研究概要 |
本研究は、1)真空紫外励起による量子カッティングの配位圏内構造相関ど発光ダイナミクスによるエネルギー伝達機構の解明、2)高量子効率の真空紫外励起蛍光体の創製を目指し、希土類配位構造の異なるフッ化物中のイオン対R_1^<3+>-R_2^<3+>-R_3^<3+>、R_1^<3+>-R_2^<3+>系(R_1=Gd^<3+>,Tb^<3+>R_2=Tb^<3+>Eu^<3+>,R_3=Er^<3+>の量子カッティングに関して以下の結果を得た。[1]希土類イオン対Er^<3+>-Gd^<3+>-Tb^<3+>系、Tb^<3+>-Tb^<3+>系をもつ新規フッ化物を合成した。3種イオン対Er^<3+>-Gd^<3+>-Tb^<3+>系CsGd_2F_7:Er^<3+>,Tb^<3+>、CsGd_<2-x>Y_xF_7:Er^<3+>,Tb^<3+>では、4f-5d真空紫外励起で最大0.3の交差緩和効率をもつダウンコンバージョンによる量子カッティングを得、交差緩和効率はEr^<3+>/Tb^<3+>濃度に対し極大を示す事及び配位サイトのY固溶依存を明らかにした。1種イオン対Tb^<3+>-Tb^<3+>系、KGd_3F_<10>:Tb^<3+>、CsGd_2F_7:Tb^<3+>では、真空紫外と深紫外の2つの4f-5d励起の量子カッティングと、交差緩和効率の励起波長、Tb^<3+>濃度依存を明らかにした。また最近接希土類サイトのアクセプタの置換確率から交差緩和効率の濃度依存を説明した。2種のEu^<3+>-Gd^<3+>系KLiGdF_5:Eu^<3+>で4f-4f励起による量子カッティングとEu^<3+>濃度依存、エネルギー伝達する近接数を明らかにした。
[2]量子カッティングのダイナミクスではCsGd_2F_7:Er^<3+>,Tb^<3+>で、真空紫外4f-5d励起及び近紫外4f-5dの励起の2つの発光の動的拳動を調べ、発光減衰の立ち上がり時間の差から、交差緩和および格子間エネルギー移動の拳を明らかにし、量子カッティングが、Er^<3+>-Gd^<3+>の交差緩和とGd^<3+>-Tb^<3+>の副格子間エネルギー移動の2ステップエネルギー移動過程で説明されることを明らかにした。同様にCsGd_2F_7=Tb^<3+>において、真空紫外と近紫外励起の発光の動的挙動を解明し、Tb^<3+>-Tb^<3+>の交差緩和とTb^<3+>又はGd^<3+>へのエネルギー移動によるダウンコンバージョン機構を実証した。
[3]超格子構造をもつAMgF_4(A=Sr^<2+>,Ba^<2+>)に希土類イオンCe^<3+>を添加した新規蛍光体を合成した。SrMgF_4:Ce^<3+>とBaMgF4:Ce^<3+>真空紫外域で複薮の超格子構造に由来するCe^<3+>のバンドで励起によるレーザー発振が期待できる可能性を見出した。近紫外照射により着色し、これは局所的に生成した電子-正孔による色中心であり、新たな発光中心となることを見出した。KLaF_4:Sm^<2+>蛍光体で、低温でレーザー照射によるスペクトラルホールバーニング発現とその生成モデルを提案した。また、Ba_3SiO_5:Eu^<2+>は近紫外照射により長残光を示すこと、長残光の輻射、非輻射過程を解析し長残光メカニズムを明らかにした。以上、合成した蛍光体の新規な分光特性、量子カッティングの配位構造相関、ダイナミクスとメカニズムを明らかにすると共に高量子効率の新規な真空紫外蛍光体となる事を見出した。
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