| 研究課題/領域番号 |
24560827
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
佐俣 博章 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (90265554)
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| 研究分担者 |
永田 勇二郎 青山学院大学, 理工学部, 教授 (90146308) [辞退]
小澤 忠司 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (90450288)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 結晶成長 / オキシ水酸化物 / 光物性 / 波長変換 |
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| 研究実績の概要 |
【最終年度】物質内部に入射した複数の光子を一つの光子に変換することによって、入射光よりもエネルギーの高い光子を作り出す現象をアップコンバージョンという。この現象は、太陽光の波長を変換することによって、太陽光発電の効率向上などに寄与することが期待されている。この現象を発現する同時置換型結晶に対し、リチウムイオンを侵入型添加剤として使用すると変換効率が向上することを見出した。また、アップコンバージョンとは波長の変換方向が逆となる量子カッティングにおいて、結晶内部でのエネルギー伝達機構のモデル化を行った。
【研究期間全体】本研究は、種類の異なる複数のランタノイドを同時置換した新しい蛍光体の開発を目的として実施し、次の成果を得た。
ガドリニウムのオキシ水酸化物をホスト相とした結晶において、発光効率の異なるイオンを同時置換しても、組成による演色性の制御が可能であり、極端な発光効率の低下が起こらないことを明らかにした。また、同ホスト相において、応用上重要となる近紫外光照射によるジスプロシウムイオンの黄色発光に成功し、増感剤としてビスマスイオンを同時置換することによって、特定波長の近紫外光照射時に、同イオンの発光強度が40倍に増大することを見出した。さらに、独自に開発したオキシ水酸化物の結晶合成手法を酸化ガドリニウムに適用して同時置換型結晶を合成することによって、赤外光を可視光に変換するアップコンバージョンを発現させるとともに、侵入型添加剤の利用によって、その変換効率を30％程度改善させることに成功した。また、物質内部でのエネルギー伝達機構が明らかになっていない量子カッティングにおいて、組成を変えた良質な結晶を用いた評価を行い、イオン間のエネルギー伝達機構のモデル化を行った。
本研究の成果は、今後のより優れた蛍光材料の開発のための重要な学術的知見になるものと考える。
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