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NIMS一般公開2024

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研究内容

Keywords

蛍光体、窒化物、ドーピング

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

書籍
会議録
その他の文献

所属学会

応用物理学会, 蛍光体同学会, 日本セラミックス協会

電子・光機能材料研究センター
タイトル

粒子1粒を用いた新蛍光体開発

キーワード

蛍光体,単粒子,レーザー照明,次世代ディスプレイ

概要

蛍光体はLED照明やディスプレイなど様々な分野で使用されている。次世代の照明やディスプレイでは既存蛍光体を上回る性能が求められる。大幅な性能向上には既知蛍光体の改良ではない新蛍光体、結晶構造の新しい新蛍光体が必要である。しかし粉末合成で進められる蛍光体開発での新蛍光体探索には単一相合成が必要なため困難である。混合生成物中の粒子1粒に注目することで、単一相合成を必要とせずに高速で新蛍光体を開発することができる(単粒子診断法)。          

新規性・独創性

数マイクロメートルの粒子1粒の結晶構造解析、発光特性評価から新蛍光体を開発
単一相合成が不要な混合粉末生成物からの新蛍光体の開発
粒子1粒での各種の発光特性評価法の開発

内容

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励起光照射下の顕微鏡の観察像で示すように、探索段階での合成物の多くは様々な発光特性を有する粒子の集まりである。発光色の違いは物質の違いに相当するため、これら発光色、さらには粒子の形状の情報を元に候補粒子を選択する。多量の候補粒子にも対応できるように、粒子認識や発光スペクトル測定の自動化も取り入れており、目的特性を有する粒子にいち早くたどり着くことができる。物質の同定は単結晶X線構造解析で行うが、ここにも自動化を取り入れ、より高速での新蛍光体開発を可能としている。数マイクロメートルの粒子サイズでも結晶構造解析が可能である。特別な結晶成長プロセスが不要で、通常合成プロセスの生成物の中から新蛍光体粒子を見つけることができる。粒子の発光特性評価は粉末評価と同様に、励起・発光スペクトル、発光スペクトルの温度変化、量子効率、蛍光寿命などで可能である。また、情報科学との連携により効率的な新蛍光体開発も進めている。本手法を用いることで、次世代の照明やディスプレイに必要な蛍光体が開発される。

まとめ

温度特性に優れた蛍光体や狭帯域発光の新蛍光体が開発され、高輝度のレーザー照明や次世代ディスプレイが実現される。特性評価の手法展開により、この手法を他の材料系にも展開していきたいと考えている。

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