グリコサーマル法による希土類ガ-ネットの合成

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アルコキシド法と水熱法の中間に位置するグリコサーマル(glycothermal)法による希土類アルミニウムガ-ネット(RE_3Al_5O_<12>)の合成を検討した。ガ-ネットの化学量論に相当するアルミニウムイソプロポキシド(AIP)と希土類酢酸塩の混合物を1,4‐ブタンジオール中、300℃で反応させると、Gd〜Luの場合には、ほぼ単一相の希土類アルミニウムガ-ネットが得られ、Sm,Euの場合にも、新規なガ-ネットであるSm_3Al_5O_<12>やEu_3Al_5O_<12>が生成することを見い出した。ガリウムアセチルアセトナートと希土類酢酸塩の反応でも、Nd〜Lnの場合には、ほぼ単一相の希土類ガリウムガ-ネットが得られることを見い出した。また、存在自体を疑問視されていたCe_3Ga_5O_<12>がこの反応で生成することも確認した。グリコサーマル法は水熱法に比べ極めて温和な条件でガ-ネットを生成し、超微粒子結晶が生成するという特徴が認められた。グリコサーマル法によりTb賦活YAGを合成し、その蛍光特性を評価した。生成物は、現在使用されているTb賦活YAGと同等の蛍光スペクトルを与え、グリコサーマル法で合成したTb賦活YAGでは、フッ化鉛系融液からの合成とは異なり、生成物中に微量の残留するフッ素による問題は起こらない。希土類酢酸自体の1,4‐ブタンジオールや1,3‐プロパンジオール中での反応を検討し、ランタニド酢酸塩酸化物や、二酢酸塩一水酸化物または一酢酸塩二水酸化物が生成することを見い出した。一方、エチレングリコール中での反応では2種の新規な結晶性錯体が生成することを見い出した。希土類酢酸塩とAIPのエチレングリコール中での反応では、無定形の生成物が得られたが、焼成するとセラミックス法よりかなり低温でガ-ネットが結晶化することを見い出した。