教育研究基盤センター 無機材料研究室http://www.crfc.tut.ac.jp/nakano/index.html実用化に向けた課題・赤色蛍光体については、Eu3+イオンの時間応答性が低いという課題があります。今後、透明セラミックスの合成ができれば応用範囲も広がる可能性に期待しています。優位性・加圧ガス雰囲気炉は、常圧の3～4倍程度の圧力で、汎用タイプの電気炉焼成に比べて、約１/6の時間での焼成ができることを見出しました。図１ LNTの周期構造の[100]TEM像図2 加圧ガス雰囲気炉図3 LTT:Eu,Sm 赤色蛍光体の励起・発光スペクトル図４ シリケート系蛍光体がb-方向に4.11倍の非整数倍周期を有してることを解析(名工大、NIMSとの連携）−103−キーワードキーワードキーワードキーワードセラミックス、TEM、STEM、XAFS、材料観察・解析、 結晶構造制御、組織制御、加圧ガス雰囲気炉、 低温・短時間合成、蛍光体、発光特性研究段階研究段階研究段階研究段階基礎基礎基礎基礎実証実用化準備実証実用化準備実証実用化準備実証実用化準備材料・ナノテク材料・ナノテク材料・ナノテク材料・ナノテク新酸化物蛍光体の創製及び結晶構造と 物性の機構解明教育研究基盤センター中野 裕美 教授研究者情報：https://researchmap.jp/read0059305概要原創Li-(Ta,Nb)-Ti-O系材料は、ユニークな周期構造（超構造）を発現します。この材料を原子レベルで均質性を観察しながら合成し、0.35MPという常圧の3～4倍程度の圧力で、今までの合成時間に比べ1/6程子製度の時間で、均質材料の合成ができることを初めて見出しました。この合成手法を用いて、結晶構造・組成制御による母体設計を行い、様々な蛍光体酸化物の合成を行っています。また、高度な観察・解析レし技術により、材料の正確な物性の機構解明を行い、その知見を材料設計にフィードバックしながら研究を進めています。ベ、従来技術・短時間合成には様々な手法が報告されてきまル新したが、大型の装置が必要な場合も多く、よりコンパクトで、より使いやすい技術が求めで機られます。特徴構能【研究成果】造発1.Li-Nb-Ti-O(LNT)系固溶体による加圧場を使った低温・短時間合成の確立と機構解明・現LNT(Li1+x-yNb1-x-3yTix+4yO3)材料のユニークな周期構造(図1)は、Tiの拡散により進行しますが、均質な材料合成には長いもので10日間焼成にかかりました。そこで、加圧場(図2)を組、使用し、0.35MPにおいて短時間での均質材料合成に成功しました。(加圧ガス雰囲気炉は2019年2月特許登録)織機2.紫色励起Li-Ta-Ti-O(LTT)系赤色蛍光体の実用化に向けた取り組みを能LTT:Eu,Sm 蛍光体について、400nm 励起による色純度の高い赤色発光を示す材料の開発を行い、高温・高湿度試験、材料の安定性、内部量子効率98％を示すことができました制向(図3)。しかし、発光中心イオンのEu3+による時間応答性は、YAG 蛍光体に比べて低く、この点を補う改良が課題です。御上3.透過型電子顕微鏡等による原子レベルでの正確な分析と機構解明しを材料の物性は、結晶構造や組織と密接に関わっており、原子レベルでの正確な解析により、「なぜ高い物性値を示しめたたのか？」という機構解明をすることができます(事例：図4)。無ざ材料のメカニズム解析には最新装置も必要ですが、それ以上にTEMの観察・解析の高いスキルも必要となりますのし機で、私たちはその解析力の向上を目指して研究を行っています。材て実用化イメージ、想定される用途い料・加圧雰囲気炉においては、0.3～0.4MPaという範囲で、他の材料系でも焼結時間の短縮がをま実現できています。様々なセラミックス材料の合成に利用できます。す企業等への提案この技術にご興味をお持ちの企業の技術相談や、共同研究等をご検討の際にはご連絡ください。
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