AlN関連層状化合物による紫外線発光蛍光体の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26420691
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 武田 隆史 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他研究員 (60344488)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 紫外線発光 / ポリタイポイド構造

研究実績の概要

水銀使用の規制に伴い水銀ランプに替わる新しい紫外線発光材料が求められている。AlN関連構造は電子線励起に適した蛍光体母体材料と考えられ、Eu2+をドープしたときには電子線励起で非常に明るい青色発光が観測される。紫外線発光できる発光中心をドープできれば電子線励起で高強度の紫外線発光が期待できる。本研究ではAlN派生の層状化合物であるポリタイポイド構造を蛍光体の母体構造に用いて、紫外線発光が可能なGd3+やCe3+の発光中心をドープした蛍光体を合成し、電子線励起で高強度の紫外線発光を得ることを目的とした。Gd3+の発光はf-f遷移による紫外線発光であるがイオンサイズが小さいためかGd3+単独ではポリタイポイド構造を安定化させることができず、La母体を用いたときも発光中心量も増加させること難しく明確なGd3+の発光は観測されない。そこでイオンサイズが大きく発光が配位環境で大きく変化するCe3+の発光に注目した。Laに加え、SrやBaのポリタイポイド構造を用いることで、一部紫外線領域に発光を持つ蛍光体を合成することができた。また結晶構造に注目してポリタイポイド構造の層間距離を制御した合成も進めた。AlNの層の数を様々に制御することで様々な層間距離を持つポリタイポイド構造を合成することができた。発光特性は、層間距離が大きく離れているため発光層一層内の影響が大きく層間距離に変化は観測されなかった。