高次構造による電子状態と波面の制御を利用した高機能希土類発光体の開発

利用高阶结构控制电子态和波前开发高性能稀土发光材料

• 批准号: 16080219
• 负责人: 栗田 厚
• 金额: $ 22.21万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16080219/
• 关键词: 蛍光; 希土類; 固相反応; 結晶構造; 不純物; 量子井戸; 励起子; 蛍光体; 希土類イオン; 光反応; ホールバーニング; 2段階励起

希土類イオンや遷移金属イオンを発光中心とする蛍光体は、不純物を加えて作製すると、発光強度が顕著に増加する場合があることが知られている。Y_2O_3:Eu^<3+>蛍光体においては、ZnO、MgOなどの不純物を加えると、蛍光強度が増大するが、それらの原因はわかっていない。そこで、その機構を明らかにするために、焼成によって試料を作製し、さまざまな測定を行ってきた。その結果、Y_2O_3:Eu^<3+>にZnOを加えた場合は、ZnOがEu^<3+>のY_2O_3への添加を促進する効果があることがわかった。今年度は、立方晶または単斜晶の結晶構造をとるGd_2O_3を母体としたGd_2O_3:Eu^<3+>蛍光体に、ZnOを付加し、その母体結晶の構造によるZnOの効果の違いについて調べた。Gd_2O_3は、室温では立方晶が安定であり、市販の粉末は立方晶であるが、1500℃で焼成すると単斜晶となる。試料は、Gd_2O_3(単斜晶または立方晶)、Eu_2O_3(単斜晶または立方晶)とZnOの粉末を混合し、空気中、1200℃で焼成して作製した。出発原料の結晶構造の違いによるZnO付加の効果を明らかにするため、異なる量のZnOを加えた試料に対し、発光スペクトル測定、X線回折測定を行った。その結果、単斜晶のGd_2O_3に単斜晶Eu_2O_3を加えた場合の発光強度の増大は、Y_2O_3の場合と同様に、ZnOによってEuの添加が促進されたためであることを明らかにした。一方、立方晶のGd_2O_3に1mol%の単斜晶Eu_2O_3を加えた場合は、ZnOの添加によって、立方晶から単斜晶への結晶構造の変化が見られた。ZnOを加えない場合でも、高濃度のEu_2O_3を添加すれば単斜晶への変化は起きるが、Eu_2O_3濃度を301mol%にしても、Eu_2O_31mol%、ZnO5mol%の場合よりも変化は少ない。また、ZnOのみを立方晶のGd_2O_3に加えた場合は、単斜晶への変化は起きない。したがってこの場合も、ZnOはEu_2O_3の効果を増大させる働きがあることが明らかになった。

In the case of rare earths, the migration of metals, the increase of impurities, the increase of emission intensity, and the increase of emission intensity, the increase of emission intensity are known. Y_2O_3:Eu^<3+> phosphor impurity, ZnO, MgO impurity, phosphor intensity increase, cause increase. For example, if a sample is burned, the sample will be tested. The results show that Y_2O_3:Eu^<3+> and ZnO can promote the addition of ZnO and Eu^<3+> and Y_2O_3. In this year, the crystal structure of cubic crystal and monoclinic crystal is different from that of Gd_2O_3:Eu^<3+> phosphor, ZnO is added, and the crystal structure of parent crystal is different from that of ZnO. Gd_2O_3 is stable at room temperature and sintered at 1500 The samples were prepared by mixing powders of Gd_2O_3(monocrystal or cubic crystal), Eu_2O_3(monocrystal or cubic crystal) and ZnO, firing at 1200℃ in air. The crystal structure of the raw material was determined by X-ray diffraction and X-ray diffraction. As a result, the increase of emission intensity in the case of single crystal Gd_2O_3 and single crystal Eu_2O_3, and the same in the case of Y_2O_3, the increase of emission intensity in the case of ZnO and Eu. In the case of addition of 1 mol % of cubic and cubic crystals of Gd_2O_3 and 1 mol % of monoclinic Eu_2O_3, the crystal structure of monoclinic and cubic crystals of ZnO was changed. When ZnO is added, Eu_2O_3 concentration is 301mol %, Eu_2O_3 concentration is 31mol %, ZnO5 mol %, etc. In addition, ZnO and Gd_2O_3 in cubic crystals are transformed into monoclinic crystals. In this case, ZnO and Eu_2O_3 have increased in size.

项目成果

Gd_2O_3へのEu^3+添加に対するZnO付加の効果

ZnO添加对Eu^3+添加到Gd_2O_3的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: 坂本篤哉;栗田 厚;田中正規
• 通讯作者: 田中正規

The optical excitation mechanism in ZnS: Sm3+ grown bymolecular-beam epitaxy

分子束外延生长ZnS:Sm3的光激发机制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Solid State Commun. 142
• 作者: M. Tanaka;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Effects of ZnO Addition on Doping of Eu3 + Ions into Y2O3

添加ZnO对Y2O3中Eu3离子掺杂的影响

• DOI: 10.1149/1.2909601
• 发表时间: 2008
• 期刊: Electrochemical and Solid State Letters
• 作者: Masanori Tanaka;Y. Miyako;K. Nishigaki;A. Kurita;H. Hanzawa
• 通讯作者: H. Hanzawa