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

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03098
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: グリーン・環境化学
• 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 / グリーンプロセス

研究成果の概要

固相反応を用いると，結晶合成には少なくとも大気中，1200℃以上の高温加熱が必要とされる，希土類・チタン・ニオブから成る種々の複合酸化物，あるいはこれに関連するニオブ酸塩複合酸化物を，無機金属塩を原料とするグリーンなプロセスを用いて，水熱条件下200～240℃において結晶化させた。また，それらがエシナイト型などのナノ結晶として直接的に合成可能であることを見出した。水熱合成時に賦活剤成分Er3+，Eu3+，Dy3+などをドープしたエシナイト型ナノ結晶，およびEr3+と増感剤Yb3+を共ドープしたナノ結晶を調製し，主としてそれらの結晶相や蛍光，アップコンバージョン発光特性などの性質を明らかにした。

自由記述の分野

無機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ユークセナイト型として知られている結晶が、水熱条件下では新たにエシナイト型として結晶化することを明らかにした。また希土類イオンのイオン半径とエシナイト相の相安定性・相転移挙動の関係および蛍光体としての性質、応用の可能性について調べまとめたことは意義がある。水熱合成されたエシナイト型結晶は均質性が高く多数の微量元素をドープしたナノ結晶の調製の観点からも意義がある。