近赤外領域に広帯域発光帯を有する新規透光性結晶化ガラス蛍光体の創製

创建一种在近红外区域具有宽带发射带的新型半透明结晶玻璃荧光粉

• 批准号: 21K14412
• 负责人: 七井 靖
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14412/
• 关键词: 蛍光体; 近赤外線; 結晶化ガラス; ガラス; 3d遷移金属イオン; 希土類イオン; 光物性

今年度はCr2O3-CaO-GeO2前駆体ガラスを熱処理することで得られるクロムイオン添加Cr2O3添加Ca2Ge7O16結晶化ガラスについて、その結晶形態や発光特性を詳細に議論した。熱重量示差熱分析により、Cr2O3-CaO-GeO2前駆体ガラスの結晶化温度が763℃であることが明らかになった。また、Cr2O3-CaO-GeO2前駆体ガラスを熱処理した試料の透過型電子顕微鏡像を撮影した。その結果、熱処理温度が結晶化温度より低い試料では、ガラス質の中にc軸方向に配向成長したロッド状結晶の析出が確認できた。熱処理温度が結晶化温度より高い試料では、ワイヤ状結晶が析出していることが分かった。前駆体ガラスおよび結晶化ガラス中に含まれるクロムイオンの価数を評価するために、拡散反射スペクトルを測定した。前駆体ガラスでは6配位構造中のCr3+イオン、およびCr6+の電荷移動遷移に起因した光吸収ピークが確認された。結晶化ガラスでは6配位構造中のCr3+に起因した光吸収ピークの短波長側へのシフトした。さらに、結晶化温度以上の熱処理温度で作製した試料では4配位、または6配位構造中のCr4+に起因する光吸収ピークが新たに現れた。各試料の発光量子収率を測定したところ、前駆体ガラスは0.04であった。熱処理試料は熱処理温度の上昇に伴いその値は上昇し、775℃で最大（0.2）となった。また、熱処理温度800℃の試料では量子収率が低下した。蛍光寿命の熱処理温度増加に伴う単調増加も踏まえると、この量子収率の低下は発光に寄与しないCr4+およびCr6+の光吸収の影響によるものだと考えられる。以上の成果は応用物理学会、近赤外研究会、および日本セラミック協会で報告するとともに、第38回近赤外フォーラムではBest Poster Awardを受賞した。また、前年度の成果と合わせて現在学術論文にまとめている。

Before our は Cr2O3 - CaO - GeO2 駆 body ガ ラ ス を hot 処 Richard す る こ と で have ら れ る ク ロ ム イ オ ン add Cr2O3 add Ca2Ge7O16 crystallization ガ ラ ス に つ い て, そ の crystal morphology や 発 light features detailed talk に し を た. Thermogravimetric differential thermal analysis に よ り, Cr2O3 - before CaO - GeO2 駆 ガ ラ ス の が crystallization temperature of 763 ℃ で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0, Cr2O3-CaO-GeO2 precursor 駆 body ガラスを thermal treatment た た sample tile-permeable electron 顕 micromirror を image た た そ の results, hot 処 temperature が crystallization temperature よ り low い sample で は, ガ ラ ス qualitative の に c axis に deserve to grow し た ロ ッ ド form precipitate crystallization の が confirm で き た. Hot 処 reason temperature が crystallization temperature よ り high い sample で は, ワ イ ヤ form precipitate crystallization が し て い る こ と が points か っ た. Former 駆 body ガ ラ ス お よ び crystallization ガ ラ ス に in containing ま れ る ク ロ ム イ オ ン の 価 number を review 価 す る た め に, company, scattered reflection ス ペ ク ト ル を determination し た. Former 駆 body ガ ラ ス で は 6 ligand structure in の Cr3, + イ オ ン, お よ び Cr6, + の charge mobile migration に cause し た light absorption 収 ピ ー ク が confirm さ れ た. In the crystallization of the ガラスで に 6-coordination structure, the <s:1> Cr3+に is caused by the <s:1> た light absorption of the ピ <s:1> the short-wavelength side of the <e:1> へ the シフト シフト the た た た. さ ら に temperature and crystallization temperature above の hot 処 で cropping し た sample で は 4 coordination, ま た は 6 ligand structure in の Cr4 + に cause す る light absorption 収 ピ ー ク が new た に now れ た. The batch emission quantum yield of each sample was を determined by <s:1> たと であった ろ ろ ろ and the precursor 駆 was ガラス 0.04であった. The heat treatment temperature of the test sample increases by に accompanied by an increase in the <s:1> そ <s:1> <s:1> value <e:1> by <s:1>, with 775℃で being the maximum (0.2) となった. Youdaoplaceholder0, the heat treatment temperature is 800℃. The quantum yield of the <s:1> test sample で また is very low が た. 蛍 light life の 処 reason temperature raised に requirement by tracing う 単 adjustable tread raised も requirement by ま え る と, こ の quantum 収 rate low の は 発 に send light and し な い Cr4 + お よ び Cr6, + の light absorption 収 の influence に よ る も の だ と exam え ら れ る. All above の は 応 with physical society, nearly bare outside research association, お よ び Japan セ ラ ミ ッ ク association report で す る と と も に, back nearly 38 red フ ォ ー ラ ム で は Best Poster Award を who し た. Youdaoplaceholder0, previous year 's <s:1> achievements と combined with わせて, current academic papers にまとめて る る る.

项目成果

クロム添加ゲルマン酸系ガラス蛍光体を用いた広帯域NIR-LEDの開発

使用铬掺杂锗酸玻璃荧光粉开发宽带近红外 LED

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐竹優太郎;七井 靖;北沢信章
• 通讯作者: 北沢信章

Crイオン添加Sb2O3-ZnO-GeO2 系ガラス蛍光体の近赤外広帯域発光

Cr离子掺杂Sb2O3-ZnO-GeO2玻璃荧光粉的近红外宽带发射

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐竹優太郎;七井 靖;北沢信章;七井靖;七井靖
• 通讯作者: 七井靖

Cr3+添加CaO-GeO2系ガラス蛍光体の発光特性に対する熱処理の影響

热处理对Cr3+掺杂CaO-GeO2玻璃荧光粉发光性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 七井 靖;佐竹 優太郎;北沢 信章
• 通讯作者: 北沢 信章

Cr3+添加CaO-GeO2系ガラス蛍光体の作製及び熱処理が発光特性に及ぼす影響

制备及热处理对Cr3+掺杂CaO-GeO2玻璃荧光粉发光性能的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐竹 優太郎;七井;靖;北沢 信章
• 通讯作者: 北沢 信章

ガラスの網目形成酸化物をベースとした近赤外広帯域蛍光体の開発 ― 同一組成のガラスと結晶をハイブリットさせた蛍光体の実現を目指して ―

开发基于玻璃网络形成氧化物的近红外宽带荧光体 - 旨在实现具有相同成分的玻璃和晶体的混合荧光体 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐竹優太郎;七井 靖;北沢信章;七井靖
• 通讯作者: 七井靖