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2014 年度 実績報告書

ドーパント前駆体の分子デザインによるアップコンバージョン発光の超高輝度化

研究課題

研究課題/領域番号 24655189
研究機関東京工業大学

研究代表者

成毛 治朗  東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40237623)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード量子収率 / 高輝度蛍光体 / 希土類 / アップコンバージョン
研究実績の概要

【目的】長波長光を短波長光に変換するアップコンバージョン蛍光体の発光効率を飛躍的に向上させるため、固体内の希土類ドーパント(ドナー・アクセプタ)の分散状態を制御してエネルギー移動を最適化する新しい試みを行った。これを実現するため希土類クラスター分子を前駆体として用いる手法を提案した。本手法で生成した蛍光体と、ドーパント分散を制御しないこれまでの手法による試料を比較した。
【26年度の実績】本年度はまず、蛍光体の前駆体となる希土類六核クラスター(Ln6)の収量と再現性を向上させるため、中間生成物と不純物の同定を行い合成過程を推定した。その結果をもとに合成時の組成最適化を行った。
一方、高速な光センサー応用に適したY2O3:Er,Yb蛍光体を探索するため、励起源としてパルス幅数十~百ナノ秒オーダーの1550nm高出力(52W)パルスレーザを導入し、25年度に本手法で調製したY2O3:Er,Yb蛍光体と、従来法による比較試料について、発光スペクトルと発光応答性の評価を行った。その結果、応答性はEr、Yb濃度に強く依存することが示された。さらに、種々の波長の連続光を試料に照射し予備励起することにより、応答性と感度が数ケタ向上することを見出した。
以上の結果から、前年度までに得られた長パルス光(またはCW光)励起下で最大の発光量子収率を示すドーパント濃度と、今年度検討した短パルス光励起下で高い応答性と発光強度を示すドーパント濃度とは、必ずしも一致しないことが判明し、応用目的に応じて組成を選択する必要があることが示された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Decisive Interactions between the Heterocyclic Moiety and the Cluster Observed in Polyoxometalate-Surfactant Hybrid Crystals2015

    • 著者名/発表者名
      S. Otobe, N. Fujioka, T. Hirano, E. Ishikawa, H. Naruke, K. Fujio and T. Ito
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 16 ページ: 8505-8516

    • DOI

      10.3390/ijms16048505

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Variation in Polyoxomolybdate Hybrid Crystals Comprising Ionic-Liquid Surfactants2014

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, K. Mikurube, K. Hasegawa, T. Matsumoto, K. Kosaka, H. Naruke and S. Koguchi
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 4 ページ: 42-52

    • DOI

      10.3390/cryst4010042

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 一欠損型 Keggin 構造を含むサンドイッチ型希土類ポリ酸のエナンチオ選択的単離 -キラリティ制御とラセミ化機構-2015

    • 著者名/発表者名
      飯島淳,成毛治朗
    • 学会等名
      第 32 回希土類討論会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2015-05-21 – 2015-05-22
  • [学会発表] 樹状高分子を鋳型とした量子サイズ金属酸化物クラスターの合成とその基礎物性2015

    • 著者名/発表者名
      猪股雄介,アルブレヒト建,成毛治朗,山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学理工学部 船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] デカバナジン酸‐双頭型界面活性剤ハイブリッド層状結晶における構造制御2015

    • 著者名/発表者名
      田祥生,平良みなこ,成毛治朗,伊藤建
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学理工学部 船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] ケギン型ポリ酸とヘテロ環式界面活性剤を用いた無機-有機ハイブリッド層状結晶の合成と結晶構造2015

    • 著者名/発表者名
      乙部嵯稀,成毛治朗,藤尾克彦,伊藤建
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学理工学部 船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] フェニルアゾメチンデンドリマーを鋳型に用いた酸化バナジウム(V2O5)ナノ粒子の創製2015

    • 著者名/発表者名
      五関高寛,アルブレヒト建,成毛治朗,山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学理工学部 船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29

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公開日: 2016-06-01  

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