Development of Fluorochromic Inorganic Materials and Their Application to Fluorescence Sensing Systems

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希土類元素を賦活した無機蛍光体材料におけるフルオロクロミズム（FC）の発現に関する研究を、前年度に引き続き、材料設計とプロセス構築の双方の立場から多角的に進めた。すなわち、Ptナノ粒子を担持したY2WO6:Eu3+薄膜では構造制御による応答性の向上に加えて、水素還元による消光後に空気中で熱処理すると発光が回復し繰り返しての使用が可能であることを実証した。BaCeO3:Eu3+では比表面積の大きなナノキューブの合成を試みたが単相試料が得られておらず、新たに薄膜化に取り組んでいる。多孔質Gd2O3:Eu3+粒子では微細構造を制御してCu2+イオンの回収効率を上げることにより、環境浄化機能を有する材料としての新たな提案を行うに至っている。CaTiO3:Pr3+球状マイクロ粒子では粒径および細孔径の制御により、これまで別の合成法で得られていた試料よりも高い酸化還元応答性を達成した。また今年度は、電気化学的測定によるFC現象の機構解明ならびに有機無機ハイブリッド材料におけるFC機能の付与を目指して新たな研究課題をスタートさせた。ここではナノ構造CeO2:Sm3+膜について述べる。電気化学的なFCの発現を調査するためには蛍光体膜を電極上に成膜する必要があり、光学特性の測定に際しては電極も透明でなければならない。そこで透明導電膜をコートしたガラス基板を用いるわけだが、透明導電膜の耐熱温度は500℃程度である。一方、多孔質な蛍光体膜の作製には通常700℃程度の加熱が必要である。本研究ではセリウムとサマリウムを含む前駆体化合物をまず100℃以下の低温で基板上に析出させ、それを500℃以下の温度で加熱してナノ構造CeO2:Sm3+膜を得る手法を考案した。実際に得られた膜を電気化学的に処理したところ、還元による消光と酸化による発光の回復を初めて確認することができた。