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2020 年度 実績報告書

グリーンプロセスによる新規エシナイト型チタンニオブ酸塩光機能性結晶の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H03098
研究機関愛知工業大学

研究代表者

平野 正典  愛知工業大学, 工学部, 教授 (60267888)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード希土類 / エシナイト / 水熱合成 / 蛍光 / アップコンバージョン
研究実績の概要

本研究では、240℃の水熱条件下、水溶液中で、多様なRETiNbO6(REは希土類)組成の複合(金属)酸化物を結晶化させ、その構造、光機能性材料としての特性を明らかにした。(1) 固相反応によって得られるRETiNbO6の結晶相(安定相)がユークセナイト型である該化合物(例えばGdTiNbO6)が、240℃の水熱条件下では(準安定相と考えられる)エシナイト型の微粒子として結晶化することを見出した。(2) 固相反応によって得られるRETiNbO6の結晶相がエシナイト型であるEuTiNbO6の場合は、水熱条件下でもエシナイト型に結晶化し、1300℃の高温熱処理後も結晶相に変化が無いことを確認した。ユークセナイト相が安定であるRETiNbO6組成の化合物が、エシナイト型の準安定相として水熱結晶化する原因を調べるため、同じ結晶相を有する組成の異なる化合物について、比較検討した。CaNb2O6はGdTiNbO6と同様にユークセナイト相が安定相であるので、水熱条件下で合成した。同時に、水熱結晶化時にCa2+を種々の希土類イオンで置換固溶し、生成物の結晶相や物性を調査した。赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に対応する蛍光体として、CaNb2O6のCa2+を20 mol%までEu3+で置換、Ca2+を30 mol%までTb3+で置換、希土類をドープしないCaNb2O6を水熱合成した。いずれも水熱条件下で安定相のユークセナイト型(コロンバイト)が直接結晶化した。CaNb2O6組成の場合では、エシナイト相が出現することは無かった。Ca2+をEr3+とYb3+(増感剤)で置換固溶したニオブ酸カルシウムは、980 nmの近赤外線励起に対して顕著なアップコンバージョン発光特性を有しており、5 mol%のEr3+と20 mol%のYb3+を共ドープした場合に最大のアップコンバージョン発光強度を示した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Synthesis, photoluminescence, and up-conversion luminescence of niobates co-doped with Er3+ and Yb3+2020

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hirano, Hiroyuki Iwata and Kouki Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 128 ページ: 866~874

    • DOI

      10.2109/jcersj2.20058

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal synthesis of luminescent niobate thin rods2020

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hirano, Tokifumi Iwata, Katsuyuki Komaki, Hiroyuki Iwata and Kouki Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 128 ページ: 875~882

    • DOI

      10.2109/jcersj2.20124

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] エシナイト型結晶微粒子の水熱合成とその性質2020

    • 著者名/発表者名
      佐野萌子, 平野正典
    • 学会等名
      2020年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • [学会発表] 水熱法による希土類を含有する複合酸化物結晶の合成とその特性2020

    • 著者名/発表者名
      平野雅侑, 平野正典
    • 学会等名
      2020年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • [学会発表] チタン・タンタル酸塩結晶の調製とその性質2020

    • 著者名/発表者名
      浅田 大, 山口優香, 平野正典
    • 学会等名
      2020年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • [学会発表] 希土類を含むタングステン酸塩結晶の水熱合成2020

    • 著者名/発表者名
      田中凛, 平野正典
    • 学会等名
      2020年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会

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公開日: 2021-12-27  

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