Investigation of quenching process by hole transfer for phosphors doped with rare earth and transition metal ions

稀土和过渡金属离子掺杂荧光粉空穴传输猝灭过程的研究

• 批准号: 20H02438
• 负责人: 上田 純平
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology (2022-2023)Kyoto University (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02438/
• 关键词: 蛍光体; 長残光蛍光体; 真空基準束縛エネルギー; 光イオン化; 温度消光; ホール移動; 蓄光材料; 応力発光体; 光電導度; 熱ルミネッセンス; 白色LED

シャープな赤色発光を有するMn4+、Eu3+添加蛍光体が白色LED用可視蛍光体として利用・開発されつつある。しかしながら、白色LEDの高出力化による発熱により、これらの蛍光体においても温度消光が問題となるが、その消光プロセスは未解明である。近年、Ce3+やEu2+を添加したいくつかの蛍光体において、光誘起電子移動による消光プロセスの存在が証明されたが、Mn4+、Eu3+蛍光体においては光誘起ホール移動による温度消光プロセスの可能性があり、本課題では、光誘起ホール移動型消光の体系的理解を目指している。これまでの研究により、Y2O2S:Eu3+赤色蛍光体は、光励起によりEu3+のホールが熱活性化プロセスを介して価電子帯へ移動することによる消光を起こすことがわかった。よって価電子帯のエネルギー位置によって、この消光プロセスの起こりやすさが変化することが予測される。以上からY2O2S:Eu3+蛍光体のYサイトをLa, Gd, Luに変化させることにより、価電子帯エネルギー位置を制御することを試みた。実際に、Eu3+添加La2O2S, Gd2O2S, Lu2O2Sを作製し、光学特性評価から価電子帯エネルギー位置が変化していることを明らかにした。一方で、価電子帯エネルギー位置が単純にバンドギャップの序列に従わないこともわかった。また、作製したエネルギー準位図より、Eu3+の励起準位と価電子帯上端とのエネルギー差により、光誘起ホール移動消光のし易さを予測した。今後より詳細な発光温度特性評価を行い、価電子帯エネルギー位置との関係を調査し、ホール移動消光の証明を試みる。

Mn4 + and Eu3 + are added to the phosphor for red light emission, and the visible phosphor for white LED is used for development. High power white LED heat dissipation, light extinction temperature problems, extinction problems are not solved In recent years, Ce3 + and Eu2 + ions have been added to the phosphor, and the existence of extinction mechanism for light-induced electron migration has been proved. The possibility of temperature extinction mechanism for light-induced electron migration in Mn4 + and Eu3 + phosphors has been pointed out in this paper. In this study, Y2O2S: Eu3 + red phosphor is thermally activated by light excitation, and the electron spectrum is shifted. The position of the electron spectrum is determined by the measurement method. Y2O2S: Eu3 + phosphor Y atoms La, Gd, Lu atoms In fact, Eu3 + is added to La2O2S, Gd2O2S, Lu2O2S, and the optical properties are evaluated. The position of the electron beam is different from that of the electron beam. The excitation level of Eu3 + is determined by the measurement of the electron emission difference and the optical emission shift extinction. In the future, the detailed evaluation of optical temperature characteristics, the investigation of the relationship between the position of the electron spectrum and the extinction of the electron spectrum will be carried out.

项目成果

How Many Electron Traps are formed in Persistent Phosphors?

持久性荧光粉中形成了多少个电子陷阱？

• DOI: 10.1149/2162-8777/ac2e4e
• 发表时间: 2021
• 期刊: ECS Journal of Solid State Science and Technology
• 影响因子: 2.2
• 作者: Ueda Jumpei;Xu Jian;Takemura Shota;Nakanishi Takayuki;Miyano Shun;Segawa Hiroyo;Tanabe Setsuhisa
• 通讯作者: Tanabe Setsuhisa

Mn4+添加LaAlO3深赤色蛍光温度計の開発

Mn4+掺杂LaAlO3深红色荧光温度计的研制

• 发表时间: 2021
• 作者: 上田 純平;M. Back;南部 博;藤田 正海;山本 旭;吉田 寿雄;田中 洋光;M. G. Brik;田部 勢津久;幸塚駿佑 ，○上田純平，田部勢津久，中西貴之，武田隆史，廣崎尚登
• 通讯作者: 幸塚駿佑 ，○上田純平，田部勢津久，中西貴之，武田隆史，廣崎尚登

Understanding of Hole Trap Depths by Pr3+ and Tb3+ in RE2O2S:Eu3+(RE=Y, Lu, Gd, La) Persistent Phosphors

了解 RE2O2S:Eu3 (RE=Y、Lu、Gd、La) 持久荧光粉中 Pr3 和 Tb3 的空穴陷阱深度

• 发表时间: 2021
• 作者: J. Ueda;A. Hashimoto;Y. Aoki;P. Dorenbos;S. Tanabe,
• 通讯作者: S. Tanabe,

消光プロセスを利用した長残光蛍光体設計

采用淬火工艺的长余辉荧光粉设计

• 发表时间: 2022
• 作者: 樽谷 直紀;坂田 拓也;片桐 清文;Aaron Morelos Gomez;上田 純平
• 通讯作者: 上田 純平

京都大学大学院人間・環境学研究科 教員紹介

京都大学大学院人类环境研究科 教员介绍