複合アニオン化合物を用いた短寿命赤色蛍光体の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15032
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 岩佐 祐希 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (90838947)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 複合アニオン化合物 / 赤色蛍光体 / 酸塩化物 / 蛍光体

研究成果の概要

本研究では、層状複合アニオン化合物の特異な構造や多様なアニオンの配位環境を活かし、発光寿命の短い赤色蛍光体を探索し、高強度励起用の白色光源のための蛍光体の開発を行った。新規層状酸塩化物であるBa3Y2O5Cl2を発見し、特異な配位環境を持つことを見出した。また、Sr3Sc2O5Cl2およびその類縁化合物にCeを添加することで510 nmをピークに持ち、600 nmにかけてブロードに発光する蛍光を示すことを発見した。また、新規酸カルコゲナイド化合物であるSr2ZnCu2Se2O2を発見し、Bサイトに平面4配位を取る配位環境が合成可能であることを示した。

自由記述の分野

無機蛍光材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、レーザやLEDなど固体発光素子の高出力化に伴って、高い励起密度下でも輝度飽和しない蛍光体の開発が求められている。本研究では、蛍光体の発光寿命の短い5d-4f遷移で発光する蛍光に着目し、励起強度が増加した際に、規定準位の電子が枯渇しにくい系の開発に取り組んだ。本研究では、電気陰性度が酸素よりも小さいハロゲンおよびカルコゲナイドを含んだ新物質を探索し、発光波長の長波長化を狙った。その結果、単アニオン化合物では見られないような特異な配位環境を持つ新規層状化合物を発見した。これらの化合物は配位環境を利用した蛍光体応用だけでなく、バンド制御による光触媒応用やイオン電導など幅広い応用が期待される。