Crystal field Analysis of emission wavelength of Eu-doped phosphers by means of electron spin resonance

晶场电子自旋共振分析Eu掺杂荧光粉的发射波长

• 批准号: 20K05090
• 负责人: 宮川 勇人
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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-20K05090/
• 关键词: Eu賦活蛍光体; Eu蛍光体; リートベルト解析; CASN; SMS; Sr3MgSi2O8; 電子スピン共鳴（ESR）; 四面体拘束; 結晶場; 電子スピン共鳴; 白色LED; CaAlSiN3

本研究の目的は、Eu賦活蛍光体として赤色発光するCaAlSiN3:Eu（CASN:Eu）および青色発光するSr3MgSi2O8:Eu（SMS：Eu）についてX線回折のリートベルト解析を主軸とした構造解析とESR（電子スピン共鳴）法による結晶場の評価を組み合わせることで、Euイオン周りの配位構造が結晶場と発光波長に及ぼす影響を調べ戦略的な発光波長の制御を試みるものである。２年次までに、SMS試料作製時の焼成温度が発光スペクトルに及ぼす影響についてリートベルト法による結晶構造解析を行い、特に低温焼成の場合における２相フィットや発光波長に大きく影響を及ぼす酸素位置について擬正四面体拘束条件フィットを導入することで原子の座標を高精度に取得した。この手法をCASNにも適用し構造解析を行うと同時に、電子スピン共鳴（ESR）測定を行い結晶場パラメータとEu-O結合距離との相関を確認した。さらにXPS（光電子分光測定）およびFTIR（フーリエ赤外分光）の測定も行うことで配位構造を補強するデータを取得した。新たに導入した紫外光源を用いた蛍光光度計にて発光スペクトルを取得し焼成温度や組成の違いによる変化を検討した。一方、SEM（走査型顕微鏡）観察による粒形状やサイズについても確認した。その上で、Eu-O結合の平均距離が短いほどEu2+の5d準位から電子が奪われエネルギー準位が下がる結果レッドシフトが起こるという仮説を立てた。３年次においては、低温焼成したSMSに混在するSS（Sr2SiO4）に着眼しMgを仕込み成分に含まないで低温焼成した試料について四面体拘束した解析を行った。またSMS、SS、そしてCASNにてMEM解析を行い電子密度分布の取得を行った。結果としてEuサイト周りの分布の変化が発光色に強く影響を及ぼしている事実が判明した。結果を国際シンポジウムにて発表した。

The purpose of this study is to analyze the main axis of X-ray reflection and structure analysis of Eu activated phosphor CaAlSiN3:Eu (CASN:Eu) and cyan phosphor Sr3MgSi2O8:Eu (SMS: Eu) by ESR (electron resonance) method, to evaluate the crystal field, to combine the crystal field and emission wavelength, and to try to control the emission wavelength of Eu activated phosphor. 2 years later, SMS sample preparation firing temperature for light selection and influence, especially in the case of low temperature firing, crystal structure analysis, especially in the case of 2-phase light wavelength, large influence and acid element position, pseudo-tetrahedral constraint conditions, introduction, atomic coordinates obtained with high accuracy. This technique is applicable to structural analysis, electron resonance (ESR) measurement, and determination of the correlation between the crystal field and the Eu-O binding distance. XPS (Photoelectron Spectrophotometry) and FTIR (Infrared Spectrophotometry) were used to determine the coordination structure. The new ultraviolet light source is used to detect the temperature and composition of the sample. One side, SEM (scanning electron microscope) to observe the shape of the particles and confirm the shape of the particles. The average distance between Eu2 + and Eu2 + is shorter than that between Eu2 + and Eu2 +. 3-year-old samples sintered at low temperatures are mixed with SS (Sr2SiO4) and analyzed by tetrahedral binding with Mg as the main component. The electron density distribution of SMS, SS and CASN was obtained by MEM analysis. The results show that the distribution of Eu ~(3 +) and Eu ~(3 +) in different colors has a strong influence on the light color and the light color in different colors. The result is that the number of people who have died is increasing.

项目成果

Rietveld analyses of Eu-doped phospher materials for Natural Whilte-LED

用于天然白光 LED 的掺铕磷光体材料的 Rietveld 分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 阪本実優;清水雅弘;下間靖彦;三浦清貴;Hayato Miyagawa
• 通讯作者: Hayato Miyagawa

Eu ドープ蛍光体Sr3MgSi2O8:Eu2+とSr2SiO4:Eu2+における発光特性とＸ線構造解析

Eu掺杂荧光粉Sr3MgSi2O8:Eu2+和Sr2SiO4:Eu2+的发射特性及X射线结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 久保田 湧大;松本 康希;宮川 勇人;神垣 良昭;岡本 慎二
• 通讯作者: 岡本 慎二

Euドープ蛍光体Sr3MgSi2O8:Eu2+におけるSi周りの擬正四面体拘束条件下におけるリートベルト解析

Eu掺杂荧光粉Sr3MgSi2O8:Eu2+中Si周围准四面体约束条件下的Rietveld分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Tverjanovich Andrey;Khomenko Maxim;Benmore Chris J.;Bokova Maria;Sokolov Anton;Fontanari Daniele;Kassem Mohammad;Usuki Takeshi;Bychkov Eugene;松本康希，宮川勇人，栁瀬悠暉，神垣良昭，岡本慎二
• 通讯作者: 松本康希，宮川勇人，栁瀬悠暉，神垣良昭，岡本慎二

Euドープ蛍光体Sr2SiO4に関するリートベルト解析とMEMによる電子密度分布の取得

Eu 掺杂荧光粉 Sr2SiO4 的 Rietveld 分析及 MEM 获取电子密度分布

• 发表时间: 2020
• 作者: 栁瀬 悠暉;宮川勇人;髙橋就介;神垣良昭;岡本慎二
• 通讯作者: 岡本慎二