| 研究課題/領域番号 |
19K05052
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
小玉 展宏 秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (90282152)
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| 研究分担者 |
河野 直樹 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (60800886)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 自己束縛励起子 / 2次元励起子 / 構造変調 / 高エネルギー光励起発光 / ホウ酸塩 / アルミン酸塩 / ケイ酸塩 / 真空紫外分光 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、オキソアニオンから成る複合イオン化合物のEUV-VUVの広帯域の高エネルギー光励起で生じる自己束縛励起子(STE)形成と発光特性の構造2次元性あるいは構造変調、層内閉じ込め効果との相関の知見を得ること、その知見より高速、高時間分解能の波長変換結晶を創製を目指している。
(1)2次元系物質とみなせる層状メリライト型アルミン酸ケイ酸塩結晶のうち組成的構造不規則性を持つ結晶群に対して、極端紫外-真空紫外励起によるSTE生成とその固有発光特性と構造２次元性構造変調効果および不規則性との相関を調べた。STE発光は、構造2次元性に伴うSTE2次元性増大によりと良くなる。発光バンド幅の不均一幅は組成的不規則性に伴い大きくなることを明らかにした。強度の増大はSTEの2次元性による振動子強度の増大、バンド幅の増大は、イオン半径差のメリライト固溶体において組成的不規則性に大きな影響を受け、格子歪みの増大に伴うSTE生成容易な四面体サイトが増加した結果であるという知見を得た。また構造変調を伴うメリライトでは、STEの強度変化が2次元性よりも、不整合変調の振幅増大でSTEが形成する局在サイトの増加に起因する可能性をを示唆した。
(2)ホウ酸塩基をもつ層状および非層状のオルトホウ酸塩結晶で、層内でのSTE形成とその固有発光特性にの層間変化に伴う構造2次元効果を検討するため、5つの層状オルトホウ酸塩と4つの非層状オルトホウ酸で、VUV励起でのSTEの発光特性の構造および2次元性との相関を調べた。8Kでの発光のピーク強度および積分強度は、層状構造または擬層状構造を持つ結晶群は非層状結晶群より大きく、STEの2次元効果によることを明らかにした。5つの層状または擬層状の結晶群では発光積分強度は2次元性の大きさと一致することを見出しSTEの2次元性に伴う発光振動子強度の増大によることを明らかにした。
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