結言 - 機能性金属を添加したタンタル酸化物薄膜の作製と発光特性の評価

第1章は緒言であり、研究背景及び目的について述べた。

第2章では TaOxの作製方法と評価方法について述べた。作製方法としてとくに RFマグネトロンスパッタリングについて説明した。評価方法として、PL 測定、透過率測定、X 線回折法、定性分析について説明した。

第3章ではAg, Er: TaOx薄膜の作製と評価を行った。まずEr: TaOx薄膜の作製と評価

を行い、過去の研究と同様に550 nm及び680 nm付近を中心としたPLピークの緑色発光を得ることができた。次に、Ag, Er: TaOx薄膜の作製と評価を行い、Er: TaOx薄膜と同じ

550 nm及び680 nm付近を中心としたPLピークの緑色発光を得ることができ、さらにEr:

TaOx薄膜の発光よりも強度の大きい発光が得られた。Agの添加量を変えたAg, Er: TaOx 薄膜を作製し、より発光強度の大きいAg濃度を調査した。透過率測定を行い、700℃でアニールした試料より500 nm付近で透過率が減少する現象が起きた試料があった。Agを添加したことによる局所電場の影響と考えられたが、発光強度の増大は見られなかったため、

発光強度とは無関係だと考えられる。Ag, Er: TaOx薄膜の中でも発光増強が大きい試料の

900、1000℃でアニールした試料からはAg2Ta8O21の結晶が確認でき、発光増強と関係があ

ると考えられる。

第4章ではAg, Eu: TaOx薄膜の作製と評価を行った。まずEu: TaOx薄膜の作製と評価

を行い、過去の研究と同様に600 nm、620 nm、650 nm、700 nm付近にPLピークを持った赤色発光を得ることができた。次に、Ag, Eu: TaOx薄膜の作製と評価を行い、Eu: TaOx 薄膜と同じ600 nm、620 nm、650 nm、700 nm付近を中心としたPLピークの赤色発光を得ることができた。Eu: TaOx薄膜の発光よりも強度の大きい発光が得られたが、反対に、

強度が小さくなてしまった試料もあった。620 nm のピークが最もPL強度が大きい試料と

620 nm のピークが最もPL強度が大きい試料の2種類の結果が得られた。Agの添加量を

変えたAg, Eu: TaOx 薄膜を作製し、より発光強度の大きいAg濃度を調査した。Ag, Er:

TaOx薄膜と同様に透過率測定より、700℃でアニールした試料より500 nm付近で透過率が減少する現象が起きた試料があった。Agを添加したことによる局所電場の影響と考えられたが、Ag, Er: TaOx薄膜と同様に、発光強度の増大は見られなかったため、発光強度とは無関係だと考えられる。XRD測定よりAg2Ta8O21の結晶が確認できたが、Eu: TaOx薄膜の発光よりも強度が減少した試料からも確認できた。これはEuが結晶化してしまったことが原因と考えられる。

第5章ではAg, Yb: TaOx薄膜の作製と評価を行った。まずYb: TaOx薄膜の作製と評価

を行い、過去の研究と同様に980 nm付近を中心としたPLピークの測定結果を得ることができた。次に、Ag, Yb: TaOx薄膜の作製と評価を行い、Yb: TaOx薄膜と同じ980 nm付近を中心としたPLピークを得ることができ、さらにYb: TaOx薄膜のPL強度よりも大きい PL強度が得られた。Agの添加量を変えたAg, Yb: TaOx薄膜を作製し、よりPL強度の大きいAg濃度を調査した。その結果Ag濃度が2.1 mol%以上で強いPL強度を得ることができると考えられる。Ag, Yb: TaOx薄膜でも透過率測定より、700℃でアニールした試料より

500 nm付近で透過率が減少する現象が起きた試料があった。Agを添加したことによる局

所電場の影響と考えられたが、発光強度の増大は見られなかったため、発光強度とは無関係だと考えられる。Ag, Er: TaOx薄膜の中でも発光増強が大きい試料の1000℃でアニールした試料からはAg2Ta8O21の結晶が確認でき、発光増強と関係があると考えられる。

謝辞

本修士論文を作成するにあたり、研究に取り組んだこの 3 年間、数多くの方のお力添えを頂きました。この場を借りてお礼申し上げます。

本研究を行うにあたり、終始丁寧かつ的確なご指導、ご助言をしてくださった花泉修教授および三浦健太准教授に心より感謝いたします。また、研究を行うための環境や、研究に対する考え方や姿勢、発表に関してのご指導をいただき、多くのことを学ぶことができました。

宮崎卓幸准教授には、お忙しい中本論文の審査をして頂き誠にありがとうございました。

本研究を行うにあたり、様々な場面で多数のご指導、ご助言をしてくださった加田渉助教および技術職員の野口克也氏に心より感謝いたします。また、研究を行うための環境や、研究に対する考え方や姿勢、発表に関してのご指導をいただき大変勉強になりました。

修士1年の島田桂祐氏、学部4年の金久保将大氏には、研究に際して様々な面でサポートして頂き、研究を進めることができたことに大変感謝いたします。

本研究を行うにあたり、共に助け合い、研究生活や日常生活を有意義なものにしてくれた花泉研究室の同期院生及び修士1年生、学部4年生の皆さんに心より感謝いたします。

最後に、有意義な学生生活が送れるよう陰で支えてくれた両親に心より感謝いたします。

本研究は多くの方々のご指導、ご助言のもとになされたものであり、様々な面で協力いただいた関係諸氏に改めて感謝し、お礼を申し上げます。

参考文献

[1-1] 光の源｜光育(ヒカリイク) (http://www.hikariiku.com/basic_knowledge/346/) [1-2] LED照明とは？？ (http://www.sunsekiyu.co.jp/led.pdf)

[1-3]狩野一総, 「タンタル酸化物を用いた光学薄膜の形成と評価に関する研究」, 群馬大学修士学位論文, 2011年3月

[1-4]大澤拓視, 「機能性材料を添加したタンタル酸化物薄膜の作製と評価に関する研究」,

群馬大学修士学位論文, 2014年3月

[1-5]鈴木鉄人, 「スパッタリング法を用いた光機能性酸化物薄膜の作製と評価に関する研究」, 群馬大学修士学位論文, 2013年3月

[1-6]Raja J. Amjad, M.R Sahar, S.K Ghoshal, 「Enhanced infrared to visible upconversion emission Er³⁺ doped phosphate glass: Role of silver nanoparticles」, Journal of Luminescence 132 (2012) 2714-2718.

[1-7]横田佑也, 「スパッタリング法を用いた機能性金属添加タンタル酸化物薄膜の作製とその発光特性の評価に関する研究」, 群馬大学修士学位論文, 2015年3月

[2-1]金原粲, 「薄膜工学」丸善株式会社 pp.85-87

[2-2]金原粲, 「薄膜工学 (第2版)」丸善出版 pp.114-115

[2-3]EPMA のしくみと試料分析例 by KASADA (http://akebia.jim.tottori-u.ac.jp/~www_tec/epma/epma.html)

[3-1] 「 Intense frequency upconversion uorescence of Er3+/Yb3+-codoped novel potassium-barium-strontium-lead-bismuth glasses」, 3, July 2004

[3-2]JCPDS No.01-079-1375, PDF, International center for diffraction data: Newton square, PA.

[3-3] ナノホトニクス : 基礎研究・応用研究｜浜松ホトニクス

(http://www.hamamatsu.com/jp/ja/technology/innovation/nanophotonics/index.html) [3-4]JCPDS No.00-025-0922, PDF, International center for diffraction data: Newton square, PA.

[3-5]JCPDS No.00-021-1344, PDF, International center for diffraction data: Newton square, PA.

[3-6]JCPDS No.00-018-1304, PDF, International center for diffraction data: Newton square, PA.

[4-1]「近紫外線を赤色および緑色に波長変換するナノ蛍光体の作製と特性評価」, 慶應義塾大学大学院理工学研究科博士学位論文, 2010年度

ドキュメント内機能性金属を添加したタンタル酸化物薄膜の作製と発光特性の評価 (ページ 71-75)