希土類元素添加高輝度誘電体発光ゲルの室温合成と発光機構の解明

稀土元素掺杂高亮度介电发光凝胶的室温合成及发光机理的阐明

基本信息

批准号：
12875168
负责人：
桑原誠
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875168/
关键词：
ゲル発光体チタン酸バリウム薄膜希土類元素高濃度ゾルーゲル透明ゲルナノ結晶 YAGレーザー電界発光フォトニック結晶ゾル-キャスティング法金属アルコキシドマイクロモールド可視・赤外反射高屈折率透明ゲル低温合成チューナブル

项目摘要

申請者らは、独自に開発した高濃度ゾルーゲル法により作製したEu元素添加チタン酸バリウムゲルが強い発光を示すことを見出した。作製された0.1〜1.Oat.%Eu添加チタン酸バリウムゲルは、昨年度までの研究において、波長466nm(^7F_0-^5D_2遷移に対応)の励起光に対して、波長613nm(^5D_0-^7F_2遷移に対応)の強い発光を示すことを見出し、1.0at.%の添加濃度においても顕著な濃度消光を起こしていないことを確認した。また、パルスレーザー励起によるEu^<3+>イオンの^5D_0-^7F_2発光の減衰曲線から、Eu添加乾燥ゲルの蛍光寿命の測定を10-300Kの温度範囲で求め、発光は約0.6msの寿命をもつ単一輻射遷移機構によることを明らかにした。そこで、今年度はこの発光ゲルの薄膜発光体(蛍光及び電界発光薄膜デバイス)としての応用を目指した研究を行い、以下に示す成果を得た。1)1%Euを添加したものと無添加のBa, Tiアルコキシド溶液(溶媒;メタノール/メトキシエタノール混合溶媒、濃度;1.0mol/L)前駆体溶液を用い、Si、Pt、Cu、ITO、ガラスなど種々の基板上にスピンコート法により製膜した。形成した室温乾燥薄膜は非晶質であるが、50℃水蒸気雰囲気中で1h程度エージング(基板上エージング法)すると結晶性のBaTiO_3薄膜が得られる。この方法によるBaTiO_3結晶薄膜の合成は、ガラス基板上では成功していたがPt、Cu、ITOなどの導電性基板上では亀裂のない薄膜を得ることはできていなかった。今回、0.7〜1wt.%のPVB(ポリビニルブチラール)を添加することにより、いずれの基板上でも平滑な表面をもつ亀裂のないBaTiO_3結晶薄膜を合成することに成功した。2)蛍光分光装置を用い、得られたEu添加BaTiO_3結晶性薄膜の発光特性を調べた。その結果、波長270nmの励起光に対して波長613nmにおいて顕著な発光スペクトルを観測した。この発光スペクトルの強度は薄膜のエージング条件によって変化することがわかり、エージング条件によってBaTiO_3薄膜中におけるEuの存在状態が変化することを確認した。この結果に基づいて、現在、最大発光強度を与える薄膜合成条件の決定と、XRD, FE-SEM及びTEMによる薄膜のキャラクタリゼーションを行っている。3)Eu無添加のBaTiO_3結晶性薄膜(90℃乾燥)は、100kHz〜1MHzの周波数範囲で100を越える誘電率と2%以下のtanδを示し、ZnS(Mn)蛍光体用透明絶縁膜としての機能を有することを見出した。現在、新しいタイプの電界発光薄膜の開発研究を進めている。

申请人发现，由高浓度Zolugel方法产生的具有欧盟元件的钡凝胶独立开发的含量表明发射强。制备的0.1-1.AIT被发现显示出7F_2过渡的强光发射，并确认添加剂浓度在1.0AT。％的添加浓度中并不显着。此外，从脉冲激光兴奋^5d_0-^7f_2的Eu^<3+离子的衰减曲线中，在10-300K的温度范围内计算了EU加入凝胶荧光寿命的测量，光发射约为0.6 ms。今年，我们进行了研究，旨在将这种光发射凝胶作为薄膜 - 弹药体（荧光和电场光胶片薄膜设备），并获得以下结果。 1）使用前体溶液，Si，Pt，Cu，Ito，Ito，Glass在各种底物上拍摄了胶片通过自旋外套方法。组成的室温干燥薄膜不是晶体，但是通过在50°C的蒸汽气氛中（板上的老化）在50°C的蒸汽气氛中衰老，获得了晶体batio_3薄膜。通过这种方法成功地在玻璃底物上合成了BATIO_3晶体薄膜，但是无法在PT，Cu，ITO等导电底物上获得破裂的薄膜。这次，通过添加0.7至1WT。％PVB（聚乙烯基B Chirard），BATIO_3晶体薄膜在每个底物上没有光滑的表面。 2）使用荧光光谱仪，检查了所获得的欧盟添加剂batio_3晶体薄膜的发光特性。结果，在270 nm的波长下观察到了显着的发射光谱，波长为613 nm。发现这种光发射光谱的强度取决于薄膜的衰老条件，并且证实欧盟在Batio_3薄膜中的存在取决于衰老条件。基于此结果，目前执行了薄膜合成条件的测定，并确定XRD，FE-SEM和TEM的薄膜特征。 3）BATIO_3晶体薄膜（90°C干燥）没有欧盟的介电速率在100kHz至1MHz的频率范围内增加了100和2％或以下，并且作为ZNS（MN）荧光体的透明衍生膜发现它具有功能。目前，我们正在对新型电场发射薄膜进行开发和研究。