セラミックスのキラルな結晶構造が生み出す円偏光発光特性の研究

陶瓷手性晶体结构产生的圆偏振光发射特性研究

• 批准号: 21K14598
• 负责人: 木崎 和郎
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14598/
• 关键词: キラリティ; 円偏光発光; セラミックス; 結晶構造; 無機蛍光体単結晶; 希土類

本研究は、キラルな結晶構造を持ったセラミックス蛍光体の円偏光発光（CPL）と結晶構造との相関を明らかにし、キラル無機化合物の既存の偏光応答理論を発光や励起状態の領域に拡張することを目的としている。この研究の達成によって、安価・安定なセラミックス材料を用いたCPL材料の開発を推進することが可能となる。本研究では、キラルセラミックス蛍光体単結晶を育成し、その結晶構造解析と結晶キラリティ強度の定量化、CPL測定とによって、CPL特性に結晶構造がどのような影響を与えているのかを明らかにする。前年度には、LaBSiO5（LBSO）単結晶育成条件の検討とユウロピウム添加LBSO単結晶のCPL測定を行った。その結果、それぞれの単結晶から、正負に反転した概ね鏡像となるCPLスペクトルが得られた。該当年度では、前年度から引き続き続けてきたフラックス法によるLBSO単結晶の育成条件検討を終え、最大1mm角程度の単結晶を得ることができた。また、該当年度後半には高輝度放射光施設Spring-8のBL02B1ビームラインにて得た13個のLBSO単結晶のX線回折データを用いて構造解析を行った結果、9個の単結晶について良好な結果を得た。その結果、LBSO単結晶には、キラルの関係にあるP31とP32の空間群をもつものが存在していることを確認できた。これは3回らせん軸の向きが反転した鏡像にあたる結晶構造であることを示している。またCPLスペクトルとの比較から、結晶構造（らせん軸の回転方向）とCPLシグナルの符号との相関関係を明らかにした。

该研究阐明了具有手性晶体结构的陶瓷荧光粉的圆偏振光发射（CPL）与晶体结构之间的相关性，并将现有的手性无机化合物的偏振响应理论扩展到光发射和激发态区域。是为了这项研究的完成将有可能促进使用廉价且稳定的陶瓷材料的CPL材料的发展。在这项研究中，我们将生长手性陶瓷荧光粉单晶，分析其晶体结构，量化晶体手性强度，并测量 CPL 以阐明晶体结构如何影响 CPL 特性。去年，我们研究了LaBSiO5（LBSO）单晶的生长条件，并对铕掺杂LBSO单晶进行了CPL测量。结果，从每个单晶获得了基本上是正负反转的镜像的CPL光谱。本年度，我们完成了去年延续的使用助熔剂法的LBSO单晶生长条件的研究，获得了最大尺寸约1mm见方的单晶。此外，在本财年下半年，利用在高强度同步辐射装置Spring-8的BL02B1光束线上获得的13个LBSO单晶的X射线衍射数据进行了结构分析，结果，9单晶获得了良好的结果。结果证实，一些LBSO单晶具有空间群P31和P32，它们具有手性关系。这表明晶体结构是三重螺旋轴方向相反的镜像。此外，通过与CPL谱的比较，我们阐明了晶体结构（螺旋轴的旋转方向）与CPL信号符号之间的相关性。

项目成果

希土類を添加したホウケイ酸ランタンの発光特性－C1対称サイトでの発光－

稀土元素掺杂的硼硅酸镧的发光特性-C1对称位点的发光-

• 发表时间: 2021
• 作者: 木崎和郎;簗場豊;渡辺康裕;井上博之
• 通讯作者: 井上博之

Dy添加LaBGeO5ガラスの発光特性

Dy掺杂LaBGeO5玻璃的发光性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 木崎和郎;簗場豊;渡辺康裕;井上博之
• 通讯作者: 井上博之