Development of f-f emission-type phosphors controlled by anion composition and arrangement within crystal structures

开发由阴离子组成和晶体结构内排列控制的 f-f 发射型荧光粉

基本信息

批准号：
21K04645
负责人：
佐藤泰史
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Okayama University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

今年度は、昨年度までに見出した複合アニオン化したf-f発光型蛍光体用ホスト物質について、試料の高純度化の検討を行った。1) OおよびFにより複合化されたオーリビリウス型酸フッ化物Bi2NbO5FおよびBi2TaO5Fについて、フッ化剤であるPVDFの混合比率を酸化物前駆体に対して幅広く変化させ、大気焼成を行った。酸化物前駆体のフッ素化処理において、最適とされた従来の混合比率（酸化物前駆体:PVDF=1:1~1:2）より混合比率を1:4まで増加させた結果、得られた試料はいずれもX線回折より単相かつ結晶性の高いオーリビリウス型相であり、酸素量は理論値とほぼ一致することを元素分析より確認した。さらに両試料の吸収スペクトルから算出したバンドギャップエネルギーは3.7～3.8eVであり、発光イオンのf-f発光に必要な近紫外光領域の励起が可能であることを確認した。2) OとNで複合化したペロブスカイト型酸窒化物LaZrO2Nについて、還元窒化による着色の抑制と高純度化について検討を行った。LaZrO2Nでは、焼成時間の増加に伴い、酸化物相のLa2Zr2O7の減少とLaZrO2N相の生成が確認できるが、過剰な窒化による着色と還元窒化に必要な活性金属に由来するMg2+のLaZrO2N相への固溶が同時に進行することを確認した。このため、高純度のLaZrO2N相の生成には焼成時間の精密な制御が必要であることがわかった。3) OとNで複合化したペロブスカイト型酸窒化物LaHfO2Nについて、水溶液プロセスで合成したアモルファス酸化物前駆体を用いて還元窒化処理を行ったところ、最適窒化条件において単相かつ着色のない高純度試料の生成を確認した。また、試料の吸収スペクトルから算出したバンドギャップエネルギーは3.9eVであり、発光イオンのf-f発光に必要な近紫外光領域の励起が可能であることを確認した。

本财年，我们研究了提高去年发现的 f-f 发光荧光体用复合阴离子主体材料样品纯度的方法。 1)在大范围内改变氟化剂PVDF与氧化物前体的混合比的同时，对与O和F复合的Auribilius型酰基氟化物Bi2NbO5F和Bi2TaO5F进行常压烧结。在氧化物前驱体的氟化处理中，混合比从传统的最佳混合比（氧化物前驱体：PVDF=1：1~1：2）增加到1：4，发现所有样品都是单相且高度结晶。通过X射线衍射测定auribilius相，元素分析证实氧含量几乎与理论值相符。此外，根据两个样品的吸收光谱计算出的带隙能量为3.7至3.8eV，证实了发光离子的f-f发射所需的近紫外区域的激发是可能的。 2) 对于作为O和N的复合物的钙钛矿型氧氮化物LaZrO2N，我们研究了由于还原氮化而抑制着色和高纯度。在LaZrO 2 N中，可以确认，随着烧成时间的增加，氧化物相La 2 Zr 2 O 7 减少，并且形成LaZrO 2 N相，并且熔融同时进行。因此，发现需要精确控制煅烧时间来生成高纯度的LaZrO2N相。 3）当使用水溶液法合成的非晶氧化物前体对钙钛矿型氧氮化物LaHfO2N（O和N的复合物）进行还原氮化时，发现它是单相且高纯度，无着色确认了在最佳氮化条件下的样品生产。此外，根据样品的吸收光谱计算出的带隙能量为3.9eV，证实了发光离子的f-f发射所需的近紫外区域的激发是可能的。