希土類イオンを取り込んだ酸素酸塩層状化合物の発光特性

掺入稀土离子的含氧酸层状化合物的发光特性

• 批准号: 07740543
• 负责人: 工藤 昭彦
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740543/
• 关键词: 層状化合物; 発光; ホスト・ゲスト; エネルギー移動; 希土類イオン; イオン交換

本研究では、プロトンや希土類イオンを交換した種々の層状チタン酸及びニオブ酸アルカリの発光を調べることにより、層状酸化物の光物性および層(ホスト)と層間物質(ゲスト)との光化学的相互作用の知見を得ることを目的とした。まず、種々の層状チタン酸及びニオブ酸アルカリの発光スペクトルを測定した結果、K_2Ti_2O_5は424nmの青色の発光を示すのに対し、その他の層状化合物は480〜490nmの緑色の発光を示すことがわかった。さらに、プロトン交換により全ての層状化合物において発光波長が長波長側にシフトし、525〜540nmの黄緑色の発光が観測された。このように、層間の状態が変化することにより、層の発光特性も変化することがわかった。これは、プロトン交換により層間に突き出たTi-OまたはNb-O結合の状態が変化しているためであると考えられる。次に、種々の希土類イオンでイオン交換したKHTi_2O_5の発光スペクトルを測定した結果、酸化数の変化しやすいTb^3+とEu^<3+>のみがホスト励起により発光した。また、Tb^<3+>とEu^<3+>の交換量の増加とともに、ホスト自体の発光は消光され、Tb^<3+>またはEu^<3+>の発光強度が増加することがわかった。さらに、励起スペクトルにおいて、Tb^<3+>とEu^<3+>の直接励起に基ずくピークの他に、イオン交換していないKHTi_2O_5と同じ励起バンド(λ<345nm)が現れた。これらの結果から、ホストである層から層間に存在するゲストである希土類イオンへの電子・正孔移動または共鳴エネルギー移動が起こっている事が示唆された。

在这项研究中，我们通过研究与质子和稀土离子交换的各种层状钛酸盐和碱金属铌酸盐的发光来研究层状氧化物的光学性质以及层（主体）和层间材料（客体）之间的光化学相互作用。本研究的目的是为了获得以下知识。首先，测量各种层状钛酸盐和碱金属铌酸盐的发射光谱，结果发现K_2Ti_2O_5在424nm处显示蓝光，而其他层状化合物在480至490nm处显示绿光发射。此外，由于质子交换，所有层状化合物的发射波长均移向更长的波长，并在525-540 nm处观察到黄绿色发射。这样，发现通过改变层之间的状态，层的发光特性也改变。这被认为是由于层间突出的Ti-O或Nb-O键的状态由于质子交换而改变。接下来，我们测量了与各种稀土离子进行离子交换的KHTi_2O_5的发射光谱，发现只有氧化数容易变化的Tb^3+和Eu^<3+>在主体激发下发光。另外，随着Tb^<3+>与Eu^<3+>之间交换量的增加，主体本身的发射被猝灭，Tb^<3+>或Eu^<3+>的发射强度降低。我明白了。此外，在激发光谱中，除了基于Tb^<3+>和Eu^<3+>直接激发的峰之外，还出现了与没有进行离子交换的KHTi_2O_5相同的激发带（λ<345 nm）。这些结果表明，电子/空穴转移或共振能量转移发生从主体层到存在于层之间的客体稀土离子。

项目成果

A.Kudo: "Luminescent Properties of Nondoped and Rare Earth Metal Ion-doped K_2La_2Ti_3O_<10> with Layered Perovskite Structures" J.Phys.Chem.99. 15963-15967 (1995)

A.Kudo：“具有层状钙钛矿结构的非掺杂和稀土​​金属离子掺杂的 K_2La_2Ti_3O_<10> 的发光性能”J.Phys.Chem.99。