単一粒子分光解析を用いた希土類配位結晶の刺激発光機能の解明

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刺激発光は、破壊など力学刺激により結晶固体が発光する現象であり、近年は学術的な見地だけでなくセキュリティなど実用的な見地から材料として注目を集めている。本研究申請ではソフトな希土類配位結晶が示す刺激発光体の学理の解明とその材料化応用に向け、一粒の結晶粒子に注目した顕微鏡下での単粒子分光解析を取り入れた独自の学術研究を進めており、その特異現象の原理と刺激発光体創出に関する材料設計指針を明確することを目的に研究を進めている。具体的には、希土類配位化合物の単結晶(単一粒子)を用いた顕微単粒子診断解析により、結晶構造および刺激発光を含めた光物性、破壊に関する機械特性を系統的にデータ収集し、他の結晶系の結果と比較をしつつ体系的に研究を進めている。上記の詳細解析を行うため、初年度は顕微システムの構築に力をいれ一粒子からの刺激発光を捉えることに成功し、次年度は温度やガス環境を変更できる測定環境可変の顕微測定ステージなど実験装置の立ち上げて、その本格運用により初めて得られる、種々の光物性解析を行っている。またこれまでに上記の顕微分光評価システムを用いて、新しい刺激発光性の配位高分子結晶の発見を含めて、新規の希土類配位結晶を複数種類を見つけることができており、その光物性評価を同時に進めることで、質と量を揃えた物質創製の学術研究を行っている。また刺激発光特性に関連して、希土類配位高分子結晶の形態制御および分子の機械的強度に関する検討も行なっている。