異相界面を機能発現場とするサイアロン基白色発光蛍光体の材料設計と開発

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当該年度は、1年目と2年目で得たサイアロンポリタイポイド基白色発光蛍光体に関する知見を活かし、新規蛍光体の開発に成功した。得られた化合物の励起スペクトルや発光スペクトル、量子効率などの発光特性と共に、結晶構造や化学組成を詳細に調査した。結晶構造解析で決定した不規則な原子配置と、類縁化合物の結晶構造を比較し、賦活した希土類元素の配位環境と発光特性との相関を考察し、本蛍光体の新規性を確認できた。さらに、これまでの研究で得られた知見を統合することで試料合成法を改良し、新規蛍光体を短期間で発見するための手法の開発に成功した。すなわち、回折法と顕微鏡法を併用した解析手法を用いて、当該化合物の組織・分域構造の形成過程を考察し、高純度の試料が効率良く生成する最適な条件を決定した。不規則構造と発光特性との相関性に関する知見は、今後の新規蛍光体の開発指針を明確に示唆するものとして重要である。本研究に密接に関連する結晶構造評価手法を用い、新規イオン伝導体を発見した（未発表）。当該研究の初期段階では固相反応法で無配向多結晶体を作製し、イオン伝導の活性化エネルギーや伝導度を詳細に調査した。その結果、過去に同様な可動イオン種の伝導性が報告されている化合物と比較して、活性化エネルギーが極めて低く、同一温度でのイオン伝導度が約8倍高いことが明らかになった。本イオン伝導体は、次世代の高性能全固体二次電池の実現に必要な多結晶体電解質への応用が期待できる。可動イオンの伝導経路を可視化した結果、本化合物の配位多面体から成るフレームワーク構造内に、イオン伝導経路が一次元方向に分布していることが判明した。このことは、当該電解質の特性向上には一軸配向多結晶体の作製が有効であることを強く示唆しており、今後の研究で取り組むべき重要な課題である。