光デバイス応用に向けた希土類添加オキシナイトライド結晶化ガラスの創製

制造用于光学器件应用的稀土掺杂氮氧化物结晶玻璃

基本信息

批准号：
18J12693
负责人：
淺見一喜
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12693/
关键词：
結晶化ガラス希土類蛍光体酸窒化物

项目摘要

本研究は、希土類添加オキシナイトライド結晶化ガラス蛍光体を作製し、完全無機材料で構成される白色照明デバイスへの応用の可能性を示すことである。具体的には、405 nmレーザーダイオード(LD)を光源とした、白色LD照明デバイスの蛍光体プレートとして、Eu2+添加Ba-Si-O-N結晶化ガラス蛍光体を作製した。同カチオン組成比の酸化物結晶化ガラス蛍光体も作製し、オキシナイトライド結晶化ガラスのSi四面体の配位環境および発光特性の調査および酸化物結晶化ガラスとの比較を行った。ガラス中でEuを2価で存在させるために、ガラス炉内を還元雰囲気で満たし、高温で溶融した後、不活性ガス雰囲気に置換し取り出し、大気で溶融急冷によりガラスを作製した。得られたガラスを還元雰囲気で熱処理を行い、結晶化ガラスを作製した。ガラス中のSi四面体のアニオンの配位環境について調査するためNMR測定を行った。得られたスペクトルの解析結果から、オキシナイトライドガラス試料において[SiO4]ユニットの他に、[SiO3N]ユニットが形成されていることが明らかになった。発光特性評価について405 nm LDを励起光源とした発光スペクトルを測定した。オキシナイトライド結晶化ガラス試料の発光バンドのピーク波長は565 nmと酸化物結晶化ガラス試料のピーク波長523 nm と比べ、約40 nm長波長側にシフトした。これは、部分窒化による結晶場強度の変化、結晶相と残存しているガラス相との発光によるものだと考えられた。LDと結晶化ガラス蛍光体を組み合わせた発光色は、酸化物試料の淡黄色から部分窒化により橙色へシフトした。以上のように、青色LD用希土類添加オキシナイトライド結晶化ガラス蛍光体を作製し、発光波長の長波長化に成功し、白色LD照明デバイスへの応用の可能性を示した。

本研究的目的是制造稀土掺杂氮氧化物结晶玻璃荧光粉，并展示其在完全无机材料组成的白色照明器件中的应用潜力。具体来说，我们制造了一种Eu2+掺杂的Ba-Si-O-N结晶玻璃荧光粉，作为使用405 nm激光二极管（LD）作为光源的白光LD照明装置的荧光粉板。还制备了具有相同阳离子组成比的氧化物晶化玻璃陶瓷荧光体，研究了氮氧化物晶化玻璃的Si四面体的配位环境和发光性能，并与氧化物晶化玻璃进行了比较。为了使Eu以二价状态存在于玻璃中，玻璃熔炉内部充满还原性气氛，在高温下熔化后，用惰性气体气氛置换，取出，得到玻璃。通过在大气中熔化和淬火而制成。将得到的玻璃在还原气氛下进行热处理，制造结晶化玻璃。进行核磁共振测量来研究玻璃中硅四面体阴离子的配位环境。所得光谱的分析结果表明，在氧氮化物玻璃样品中除了[SiO 4 ]单元之外还形成了[SiO 3 N]单元。为了评价发光特性，使用405nm LD作为激发光源测量发射光谱。氧氮化物结晶玻璃样品的发射带的峰值波长为565nm，与氧化物结晶玻璃样品的峰值波长523nm相比，其向长波长侧移动约40nm。这被认为是由于晶相和剩余玻璃相之间的部分氮化和发光导致的晶体场强度的变化。由于部分氮化，LD 和结晶玻璃荧光粉的组合的发射颜色从氧化物样品的浅黄色转变为橙色。如上所述，我们制造了用于蓝色LD的稀土掺杂氮氧化物结晶玻璃荧光粉，成功地将发射波长增加到更长的波长，并展示了应用于白色LD照明器件的可能性。

项目成果

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Long persistent luminescence and blue photochromism in Eu2+/Dy3+ co-doped barium silicate glass ceramic phosphor

Eu2/Dy3共掺杂硅酸钡玻璃陶瓷荧光粉的长余辉发光和蓝色光致变色

DOI：
10.1016/j.jlumin.2018.11.006
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Asami; J. Ueda; S. Tanabe
通讯作者：
S. Tanabe

Broadband Near-Infrared Persistent Luminescence of Ba[Mg2Al2N4] with Eu2+ and Tm3+ after Red Light Charging

Ba[Mg2Al2N4]与Eu2和Tm3在红光充电后的宽带近红外持续发光

DOI：
10.1039/c8tc06090h
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
J. Ueda; J. Leano; C. Richard; K. Asami; S. Tanabe; R. Liu
通讯作者：
R. Liu

1.2 μm persistent luminescence of Ho3+ in LaAlO3 and LaGaO3 perovskites

LaAlO3 和 LaGaO3 钙钛矿中 Ho3+ 的 1.2 μm 持久发光

DOI：
10.1039/c8tc04393k
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
J. Xu; D. Murata; B. So; K. Asami; J. Ueda; J. Heo; S. Tanabe
通讯作者：
S. Tanabe

Development of persistent phosphor of Eu2+ doped Ba2SiO4 by Er3+ codoping based on vacuum referred binding energy diagram

基于真空参考结合能图Eu2共掺杂Ba2SiO4持久性荧光粉的研制

DOI：
10.1016/j.optmat.2018.07.021
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
3.9
作者：
Asami Kazuki;Ueda Jumpei;Yasuda Kotaro;Hongo Kenta;Maezono Ryo;Brik Mikhail G.;Tanabe Setsuhisa
通讯作者：
Tanabe Setsuhisa

Local coordination, electronic structure, and thermal quenching of Ce3+ in isostructural Sr2GdAlO5 and Sr3AlO4F phosphors

同结构 Sr2GdAlO5 和 Sr3AlO4F 荧光粉中 Ce3 的局部配位、电子结构和热猝灭