Enhancing cooling power caused by radiation

光の状態密度の大きな環境では、光がより多く存在できるため、ふく射量の増大が見込める。本研究では光の状態密度を大きくすることで、ふく射量を増大させ、光による冷却能力を向上させることを狙う。近赤外域の冷却ではアンチストークス蛍光による光冷却を、赤外では放射冷却を、それぞれ対象とした。光冷却に関しては、アンチストークス蛍光を示すイットリウムフッ化リチウム(YLF)を水熱合成法により合成した。実際には微量のエルビウムを添加し、傾向による温度モニタリングができるようした。主に水熱合成時の加熱温度や加熱時間を最適化することで、単相ではないものの主要な相としてYLF相を得ることに成功した。得られたYLF粉体の蛍光スペクトルの温度依存性を調べると、冷却を示す依存性が得られた。このことから、YLF粉体自体の試料合成は計画通りできたと考える。放射冷却に関しては、熱ふく射取り出し構造として高屈折率であるシリコンを用い、アルカリエッチングによりミクロンスケールのピラミッド構造を作製した。所望の大きさである10 um程度のものができつつあるが、再現性が高くないため、作製手順を丁寧に見直す必要がある。作製した構造の熱放射の評価は継続中である。放射冷却の応用として想定している日中放射冷却では、多層膜を用いることで極めて高い性能指数を持つ試料の作製に成功した。屋外で行った測定でも実際に日中の冷却効果が確認できており、試料の有効性が確認された。

光の状態密度の大きな環境では、光がより多く存在できるため、ふく射量の増大が見込める。本研究では光の状態密度を大きくすることで、ふく射量を増大させ、光による冷却能力を向上させることを狙う。近赤外域の冷却ではアンチストークス蛍光による光冷却を、赤外では放射冷却を、それぞれ対象とした。光冷却に関しては、アンチストークス蛍光を示すイットリウムフッ化リチウム(YLF)を水熱合成法により合成した。実際には微量のエルビウムを添加し、傾向による温度モニタリングができるようした。主に水熱合成時の加熱温度や加熱時間を最適化することで、単相ではないものの主要な相としてYLF相を得ることに成功した。得られたYLF粉体の蛍光スペクトルの温度依存性を調べると、冷却を示す依存性が得られた。このことから、YLF粉体自体の試料合成は計画通りできたと考える。放射冷却に関しては、熱ふく射取り出し構造として高屈折率であるシリコンを用い、アルカリエッチングによりミクロンスケールのピラミッド構造を作製した。所望の大きさである10 um程度のものができつつあるが、再現性が高くないため、作製手順を丁寧に見直す必要がある。作製した構造の熱放射の評価は継続中である。放射冷却の応用として想定している日中放射冷却では、多層膜を用いることで極めて高い性能指数を持つ試料の作製に成功した。屋外で行った測定でも実際に日中の冷却効果が確認できており、試料の有効性が確認された。