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2019 年度 実績報告書

新規近赤外長残光蛍光体の開発と生体イメージングへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18F18051
研究機関京都大学

研究代表者

田部 勢津久  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (20222119)

研究分担者 XU JIAN  京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワード長残光 / 蛍光体 / 近赤外光 / 希土類 / 電子トラップ / エネルギー移動 / 発光ダイオード
研究実績の概要

In this year, the subject is composed of two parts: (i) Optical probes for excitation-free brain imaging; (ii) Ceramic persistent phosphors toward efficient flicker suppression in alternating current (AC)-wLEDs. For (i), Fluorescence based optical imaging using NIR light is a noninvasive imaging technique, which possesses the possibility to acquire real-time data at a high speed, and allows for the time-resolved detection of in vivo dynamic processes with high spatial and temporal resolution. The wavelength region longer than 1.0um in SWIR; the 2nd (NIR-II, 1.0-1.35um) and 3rd (NIR-III, 1.5-1.8um) windows, is highly advantageous over the shorter NIR-I one because of lower scattering coefficient result in improved contrast quality, higher spatial resolution. Inspired by the energy levels of lanthanoid and transition metal ions in host matrix like garnets or perovskites, we realized long persistent luminescence (over 10 hours after ceasing external excitation) in the NIR-III window utilizing the persistent energy transfer from Cr3+ to Er3+ in GAGG garnet structure, and Cr3+ to Nd3+ LaAlO3 perovskite structure in the NIR-II window. For (ii), based on the research result in garnet-based persistent phosphors, by modifying the Ga3+ substitution in Ce3+-Cr3+ co-doped GAGG garnets, yellow persistent phosphors have been fabricated able to generate intense initial persistent luminescence to suppress the flicker effect of AC-driven LEDs. The best sample exhibits obvious flicker suppression, with flicker ~26.15% and index ~0.07 for the sinusoidal waveform.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Venezia Ca'Foscari 大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Venezia Ca'Foscari 大学
  • [国際共同研究] Zhengzhou大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Zhengzhou大学
  • [国際共同研究] Chimie ParisTech (CNRS)/Universite Orleans (CNRS, CEMHTI)(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Chimie ParisTech (CNRS)/Universite Orleans (CNRS, CEMHTI)
  • [雑誌論文] Advance in Red-Emitting Mn4+-activated Oxyfluoride Phosphors2020

    • 著者名/発表者名
      H. Ji, Z. Zhang, J. Xu, S. Tanabe, D. Chen, R. Xie,
    • 雑誌名

      J. Inorg. Mater.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.15541/jim20190554.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective Ratiometric Luminescent Thermal Sensor by Cr3+‐Doped Mullite Bi2Al4O9 with Robust and Reliable Performances2020

    • 著者名/発表者名
      M. Back, J. Ueda, J. Xu, K. Asami, M. G. Brik, S. Tanabe
    • 雑誌名

      Adv. Opt. Mater.

      巻: 8 ページ: 2000124(1-10)

    • DOI

      10.1002/adom.202000124

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Persistent luminescence instead of phosphorescence: History, mechanism, and perspective2019

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, S. Tanabe,
    • 雑誌名

      J. Lumin.

      巻: 205 ページ: 581-620

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2018.09.047

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Local Coordination and Electronic Structure of Ce3+ in Isostructural Sr2GdAlO5 and Sr3AlO4F Phosphor2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ji, J. Xu, K. Asami, J. Ueda, M. Brik, S. Tanabe,
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc.

      巻: 102 ページ: 1316-1328

    • DOI

      10.1111/jace.15985

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uncovering the Origin of the Emitting States in Bi3+-Activated CaMO3 (M=Zr, Sn, Ti) Perovskites: Metal-to-Metal Charge Transfer versus s-p Transitions2019

    • 著者名/発表者名
      M. Back, J. Ueda, J. Xu, K. Asami, L. Amidani, E. Trave, S. Tanabe,
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 123 ページ: 14677-14688

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b03940

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Persistent energy transfer in ZGO:Cr3+,Yb3+: a new strategy to design nano glass-ceramics featuring deep red and near infrared persistent luminescence2019

    • 著者名/発表者名
      V. Castaing, A. D. Sontakke, J. Xu, A. J. Fernandez-Carrion, C. Genevois, S. Tanabe, M. Allix, B. Viana
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 21 ページ: 19458-19468

    • DOI

      10.1039/c9cp02927c

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ratiometric Luminescent Thermometers with Customized Phase-Transition Driven Fingerprint in Perovskite Oxides2019

    • 著者名/発表者名
      M. Back, J. Ueda, J. Xu, D. Murata, M. G. Brik, S. Tanabe,
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 11 ページ: 38937-38945

    • DOI

      10.1021/acsami.9b13010

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Persistent Luminescence in Garnets: from Visible to Near-Infrared Light2020

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, J. Ueda, S. Tanabe,
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会 第40回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Ratiometric Optical Thermometer Based on Exchange-Coupled Cr3+ paris in LaAlO32019

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, J. Ueda, S. Tanabe,
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2019年 年会
  • [学会発表] Ratiometric Optical Thermometer Based on Exchange-Coupled Cr3+ pairs in LaAlO3: Old Story Approaching New Application2019

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, D. Murata, M. Back, J. Ueda, M. Brik, S. Tanabe,
    • 学会等名
      The Eleventh International Conference on High-Performance Ceramics (CICC)
    • 国際学会
  • [学会発表] 1.2 μm Persistent Luminescence of Ho3+ in LaAlO3 and LaGaO3 Perovskites2019

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, D. Murata, B. So, J. Ueda, J. Heo, S. Tanabe,
    • 学会等名
      EMN Meeting on Nanoparticles 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Garnet Ceramic Persistent Phosphors toward Efficient Flicker Suppression in Remote-Type AC-wLEDs2019

    • 著者名/発表者名
      J. Xu J. Ueda, S. Tanabe
    • 学会等名
      Phosphor Safari 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Garnet ceramic persistent phosphors toward efficient flicker suppression in Remote-Type AC-wLEDs2019

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, J. Ueda, S. Tanabe,
    • 学会等名
      第60回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • [備考] 京都大学田部研究室HP

    • URL

      www.talab.h.kyoto-u.ac.jp

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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