導電性酸化物半導体を用いた新規ELシステムの開発

使用导电氧化物半导体开发新型 EL 系统

• 批准号: 15750168
• 负责人: 園山 範之
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15750168/
• 关键词: 電気化学発光; 透明導電性酸化物; 蛍光体; 衝突励起; 希土類イオン

本研究では、次世代無機ELデバイス材料となる発光素子材料の探索を目的としている。昨年度までの研究で、逆スピネル構造を持つMgIn_2O_4に希土類イオンをドープすると強い電気化学発光を示すことを見出した。今年度は、このMgIn_2O_4のMgを一部Caと置換して、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4固溶体を合成し、構造変化の電気化学発光へ与える影響を調べた。Ca濃度を変化させると、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4のX線回折図形の反射のシフトが観測され、固溶体が形成されていることが明らかになった。希土類をドープしたMg_<1-x>Ca_xIn_2O_4は明るい電気化学発光を示し、Ca濃度25%時に、2倍以上電気化学発光効率が改善されることが明らかになった。電子導電性はCaの添加により、大きな減少は見られなかった。電気化学発光では、高エネルギーを持った電子が発光中心に衝突することにより発光中心の励起が行われるため、電子導電性は発光特性を得るためには重要な物性である。Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4では、電子導電パスを形成するインジウムのネットワークを切断することなく、母体の構造を変化させることが出来るため、発光効率が改善したものと思われる。また、本材料のさらに広い範囲での応用を目指して、電子線励起発光(CL)を測定した。CLもELと同様、電子により発光中心を励起するため、蛍光体材料に電子導電性が求められる。Er,EuをドープしたMgIn_2O_4のCLを測定したところ、母体に由来すると思われるブロードな発光の他に、希土類由来の明るいシャープな発光が観測された。以上のことより、本材料がCL発光を利用した表示デバイスであるフィールドエミッションディスプレイ用の蛍光体として応用可能であることが明かになった。

本研究的目的是寻找可成为下一代无机EL器件材料的发光元件材料。在我们去年的研究中，我们发现具有倒尖晶石结构的MgIn_2O_4在掺杂稀土离子时表现出很强的电化学发光。今年，我们通过用Ca部分取代MgIn_2O_4中的Mg，合成了Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4固溶体，并研究了结构变化对电化学发光的影响。当Ca浓度改变时，观察到Mg_ 1-x Ca_xIn_2O_4的X射线衍射图的反射偏移，表明固溶体的形成。稀土掺杂的Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4表现出明亮的电化学发光性能，表明当Ca浓度为25%时，电化学发光效率提高了一倍以上。添加 Ca 后，没有观察到电子电导率显着降低。在电化学发光中，发光中心通过高能电子与发光中心的碰撞而被激发，因此电子电导率是获得发光性能的重要物理性质。在Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4中，由于可以在不切断形成电子传导路径的铟网络的情况下改变基体的结构，因此发光效率被认为得到改善。我们还测量了电子束激发发光（CL），目的是在更广泛的范围内应用这种材料。与EL一样，CL也用电子激发发光中心，因此要求荧光粉材料具有电子传导性。当测量掺杂Er和Eu的MgIn_2O_4的CL时，除了被认为源自母体材料的宽广发光之外，还观察到源自稀土元素的明亮且尖锐的发光。由上可知，该材料可以作为利用CL发光的显示装置即场致发射显示器的荧光体来应用。

项目成果

Electrochemical Hydrogenation of Chlorodifluoromethane (HCFC-22) at Metal, and Metal-phthalocyanine Supported Gas Diffusion Electrodes

一氯二氟甲烷 (HCFC-22) 在金属和金属酞菁支持的气体扩散电极上的电化学氢化

• 发表时间: 2004
• 期刊: Adv.Environ.Res 8
• 作者: N.Sonoyama;T.Sakata
• 通讯作者: T.Sakata

N.Sonoyama, S.Seike, T.Sueoka, T.Sakata: "Electrochemical Decomposition of Trihalomethane in Tap Water"J.Appl.Electrochem.. 33. 1049-1055 (2003)

N.Sonoyama、S.Seike、T.Sueoka、T.Sakata：“自来水中三卤甲烷的电化学分解”J.Appl.Electrochem.. 33. 1049-1055 (2003)

米村, 小東, 山田, 園山, 小林, 神山, 菅野: "Defect structure of LiMn_2O_4 after high-temperature storage"Electrochemistry. 71. 1160-1161 (2003)

Yonemura、Koto、Yamada、Sonoyama、Kobayashi、Kamiyama、Kanno：“LiMn_2O_4 高温储存后的缺陷结构”电化学 71. 1160-1161 (2003)。

N.Sonoyama, T.Sakata: "Electrochemical Hydrogenation of Chlorodifluoromethane (HCFC-22) at Metal and Metal-phthalocyanine Supported Gas Diffusion Electrodes"Adv.Environ.Res.. 8. 287-291 (2004)

N.Sonoyama、T.Sakata：“在金属和金属酞菁支持的气体扩散电极上进行氯二氟甲烷 (HCFC-22) 的电化学氢化”Adv.Environ.Res.. 8. 287-291 (2004)

Electrochemical Luminescence of Rare Earth Metal Ion Doped MgIn_2O_4

稀土金属离子掺杂MgIn_2O_4的电化学发光

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of the Electrochemical Society 153(3)
• 作者: N.Sonoyama;K.Kawamura;A.Yamada;R.Kanno
• 通讯作者: R.Kanno