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2012 年度 実績報告書

レアアース・フリー赤色、緑色蛍光体の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 23360133
研究機関群馬大学

研究代表者

安達 定雄  群馬大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10202631)

研究分担者 中村 俊博  群馬大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90451715)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード蛍光体 / 多孔質シリコン / ナノワイヤー / ランダムレーザー / 陽極化成法
研究概要

研究初年度では、化学的手法によう多孔質Siの作製から、HFにKMnO4酸化剤を添加することにより偶然発見した、K2SiF6:Mn4+赤色蛍光体の発光諸特性について詳細な理論的、実験的解析を行った。この赤色蛍光体の最大の特徴として、高性能蛍光体が極めて安価に合成可能になることが上げられる。“高性能蛍光体”は、具体的には、i)外部量子効率が極めて高く(約40%)、ii)青色LED励起で最大の赤色発光強度、iii)高温での温度消光が少なく、かつiv)「希土類元素フリー」が上げられる。今年度は、初年度の実績を踏まえ、Mn4+賦活赤色蛍光体のK2XrF6やNa2ZrF6だけでなく、Cr3+賦活したGa2O3赤色蛍光体も開発し、それらの物性を調べた。また、SnドープNaCl蛍光体やCe3+とMn2+を共賦活したCaCO3蛍光体も作製し、これらの蛍光特性を調べた。さらに蛍光体の母体材料を意識して、SnO2の基本物性も調べた。さらに、蛍光体としての多孔質シリコンの新しい作製方法である非電源印加陽極化成法を開発し、諸特性を調べた。そして、多孔質シリコンだけでなく、多孔質シリコン微粒子やシリコンナノワイヤー、光源としてのZnOランダムレーザの諸特性も調べた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

前年度と同様、研究者の熱意と向学意欲に富む研究室学生のおかげ。特に研究者は、平日だけでなく祝日にも研究課題と向き合い、また土曜日及び日曜日も学術論文執筆の努力が実った結果と言える。さらに、大学院生だけでなく学部学生の行っている研究成果を積極的に国内外に発表することで、日本の大学の学術水準の高さがアピールできた。

今後の研究の推進方策

前年度と同様、研究が順調に進展しているので、特記すべき問題点などはなく、よって対応策も不要である。ただし、これも昨年度度同様であるが、大学の研究はどうしても真理の探求を意識しすぎて、「基礎」に重点がおかれやすい。「基礎」が重要なことは勿論、企業に積極的に働きかけ、「応用(実用化)」を強く意識した研究も進める。そのための研究設備の充実にも努力する。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (15件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Optical properties of NaCl:Sn2+ phosphor synthesized from aqueous NaCl/SnCl2/HCl solution2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kondo
    • 雑誌名

      ECS J. Solid State Sci. Technol.

      巻: 2 ページ: R9-R15

    • DOI

      10.1149/2.029301jss

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence properties of (Ce3+,Mn2+)-codoped CaCO3 red phosphor2013

    • 著者名/発表者名
      J. Nara
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 113 ページ: 033519-1-9

    • DOI

      10.1063/1.4779856

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strongly modified spontaneous emission decay rate of silicon nanocrystals near semicontinuous gold films2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, B. P. Tiwari, and S. Adachi
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 20 ページ: 26548-26558

    • DOI

      10.1364/OE.20.026548

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of magnetic nickel/porous-silicon composite powders2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura and S. Adachi
    • 雑誌名

      AIP Adv

      巻: 2 ページ: 032167-1-12

    • DOI

      10.1063/1.4754152

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence decay dynamics of silver/porous-Si nanocomposites formed by metal-assisted etching2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura and S. Adachi
    • 雑誌名

      J. Lumin

      巻: 132 ページ: 3019-3026

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2012.06.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved lasing characteristics of ZnO/organic-dye random laser2012

    • 著者名/発表者名
      K. Firdaus, T. Nakamura, and S. Adachi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 100 ページ: 171101-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4705471

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and optical characterization of Si nanowires formed by catalytic chemical etching in Ag2O/HF solution2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci.

      巻: 258 ページ: 5689-5697

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2012.02.063

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mn-activated K2ZrF6 and Na2ZrF6 phosphors: Sharp red and oscillatory blue-green emissions2012

    • 著者名/発表者名
      R. Kasa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 112 ページ: 013506-1-6

    • DOI

      10.1063/1.4732139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence properties of SnO2H2O phosphor2012

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 雑誌名

      ECS J. Solid State Sci. Technol.

      巻: 1 ページ: R15-R21

    • DOI

      10.1149/2.005201jss

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical properties of porous silicon layers formed by electroless photovoltaic etching2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsui
    • 雑誌名

      ECS J. Solid State Sci. Technol.

      巻: 1 ページ: R80-R85

    • DOI

      10.1149/2.017202jss

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and photoluminescence properties of SnO2 nanopowder2012

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 ページ: 105002-1-5

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.105002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence spectroscopy and energy-level analysis of metal-organic-deposited Ga2O3:Cr3+ films2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Tokita
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 112 ページ: 063522-1-9

    • DOI

      10.1063/1.4754517

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronhole plasma lasing in a ZnO random laser2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 86 ページ: 205103-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.205103

    • 査読あり
  • [学会発表] Spontaneous emission rate of Si nanocrystals modified by thin semicontinuous gold films2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Near Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques
    • 発表場所
      Spain
    • 年月日
      20120903-20120907
  • [学会発表] 半連続金属膜近傍における半導体ナノ結晶の発光遷移特性

    • 著者名/発表者名
      中村俊博
    • 学会等名
      第8回偏光計測研究会
    • 発表場所
      東京
  • [学会発表] 半連続金属薄膜によるSiナノ結晶の発光遷移割合のゆらぎ

    • 著者名/発表者名
      中村俊博
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
  • [学会発表] 化学エッチングによるAu/Siナノ構造物質の作製

    • 著者名/発表者名
      松井祐介
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
  • [学会発表] NaCl:Sn2+青色蛍光体の発光経時変化

    • 著者名/発表者名
      近藤 萌
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
  • [学会発表] CaCO3:Ce3+, Mn2+赤色蛍光体の励起・発光スペクトル

    • 著者名/発表者名
      奈良淳一
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
  • [学会発表] ZnOランダムレーザー発振特性の温度依存性

    • 著者名/発表者名
      中村俊博
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
  • [学会発表] 金属薄膜を堆積させた多孔質シリコンの発光遷移割合の温度依存性

    • 著者名/発表者名
      古田和也
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      東京
  • [学会発表] Metal-assisted electroless etching with silver and copper particles for Si nanotructure synthesis

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato
    • 学会等名
      AMDE 2012
    • 発表場所
      群馬県桐生市
  • [学会発表] Effects of air exposure of Zn3N2 films prepared by RF magnetron sputtering

    • 著者名/発表者名
      T. Kaneko
    • 学会等名
      AMDE 2012
    • 発表場所
      群馬県桐生市
  • [学会発表] 酸化亜鉛/銀ナノ粒子の複合系におけるランダムレーザー発振特性

    • 著者名/発表者名
      薗田翔平
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
  • [学会発表] BaSiF6:Mn4+赤色蛍光体の作製と評価

    • 著者名/発表者名
      関口大祐
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
  • [学会発表] Eu3+賦活Ga2O3蛍光体の作製と発光特性

    • 著者名/発表者名
      時田祥紀
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
  • [学会発表] NaCl:Ce3+青色蛍光体の作製および発光特性

    • 著者名/発表者名
      長岡佳宏
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
  • [学会発表] SnO2:Mn2+蛍光体の作製と評価

    • 著者名/発表者名
      新井敬章
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
  • [図書] The Handbook of Optical Constants of Metals: In Tables and Figures2012

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 総ページ数
      683
    • 出版者
      World Scientific
  • [図書] The Handbook of Optical Constants of Semiconductors: In Tables and Figures2012

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 総ページ数
      631
    • 出版者
      World Scientific

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公開日: 2014-07-24  

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