| 研究概要 |
本研究は、粒子径を制御された希土類元素ドープ型のペロブスカイト蛍光体ナノ結晶の合成と得られたナノ蛍光体の素子、デバイスへの応用の可能性を明らかにすることを目的とする。
最終年度である本年度はCaSrTiO3:Pr系ナノ粒子の発光強度の合成条件のさらなる最適化を行った。ここでは、反応温度および圧力をそれぞれ400℃および30ＭPaに固定し、原料溶液中のアルカリ土類金属(Ca,Sr)濃度とチタニアゾル濃度との比（Ａ／Ｂ比）および水酸化カリウム濃度を調整して合成実験を行った。その結果、原料モル比が１．５、水酸化カリウム濃度0.9ＭでＰＣＳＴＯナノ粒子の発光強度が最大となり、これまでの合成物よりも約１０倍発光強度を増大できた。得られたナノ粒子を焼成し、発光強度および量子効率への焼成効果を調べたところ、発光強度は焼成温度1000℃で最大となり、焼成処理によりＰＣＳＴＯナノ粒子は粒子径40nmに粒子成長した。STEM観察により粒子内の原子分布を調べたところ、焼成処理前のナノ粒子では、ストロンチウムイオンが粒子の表面近くに偏析していた。しかし、焼成処理することで、個々の粒子内の原子分布はほぼ均一となり、これが発光強度の増大の原因であると考えている。1000℃で焼成したＰＣＳＴＯナノ粒子の量子効率は12％に達し、ほぼバルク体と同程度の発光挙動となった。
次に、得られたナノ粒子を用いてＥＬ素子開発を行った。ナノ粒子を溶媒に分散させたのち、透明導電膜処理した基板状にスピンコートにより塗布し、粒子膜厚12～50μｍの試験ＥＬ素子を作製した。周波数50～１kHz, 印加電圧5～500Vで発光挙動を観察したところ、微弱であるが、ナノ粒子膜厚12μmの素子５Ｖの低電圧下であっても発光挙動を観察でき、低消費エネルギーＥＬ素子デバイスへ応用できる可能性を確認できた。
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