| 研究実績の概要 |
シャープな赤色発光を有するMn4+、Eu3+添加蛍光体が白色LED用可視蛍光体として利用・開発されつつある。しかしながら、白色LEDの高出力化による発熱により、これらの蛍光体においても温度消光が問題となるが、その消光プロセスは未解明である。近年、Ce3+やEu2+を添加したいくつかの蛍光体において、光誘起電子移動による消光プロセスの存在が証明されたが、Mn4+、Eu3+蛍光体においては光誘起ホール移動による温度消光プロセスの可能性がり、本課題では、光誘起ホール移動型消光の体系的理解を目指している。
本年度は、LaAlO3:Mn4+深赤色蛍光体を中心に詳細な光学特性評価を行った。Mn4+はd3電子配置をとり、 6配位環境下、 強配位子場強度においてシャープな赤色発光を示すため、温白色LEDや近赤外LED用蛍光体や、バイオイメージング用蛍光プローブ、蛍光サーモメーター、残光蛍光体などへの応用に向け広く研究されている。本蛍光体におけるホール移動消光の研究を進める上で、新たにMn3+イオンの共存によるエネルギー移動消光が観測され、まずはこの問題解決に取り組んだ。LaAlO3はペロブスカイト型 (ABO3) の構造をとり, La3+は酸素12配位Aサイト, Al3+は酸素6配位Bサイトを占める. Mn4+は, 近いイオン半径のため, Bサイトを置換するが, 電気的中性を満たさず、Mn3+もBサイトを安定的に占有する。そこで、電荷補償イオンとしてLa3+サイトにCa2+を添加したところ、 Ca濃度ともにMn4+の濃度が増え、Mn4+発光量子収率も著しく向上した。Ca2+を共添加したLaAlO3:Mn4+において、電荷移動遷移励起により残光現象を観測し、ホール移動の可能性を見出した。
|
