ナノテクノロジー材料としての希土類ポリ酸を用いたメゾスコピック構造の構築と光物性
【研究分野】無機化学
【研究キーワード】
ポリ酸 / ヘテロポリ酸 / 希土類イオン / 結晶構造解 / エネルギー移動 / 発光 / 希土類モリブデン酸 / 蛍光体 / 希土類 / 構造解析 / 発光スペクトル / 熱分解 / 希土類ポリ酸 / 希土類蛍光体 / Forster-Dexterエネルギー移動 / 分子デザイン / 構造化学 / 発光特性 / 混合配位子ポリ酸 / X線構造解析 / 混合ヘテロランタニドポリ酸 / 発光寿命
【研究成果の概要】
1.Eu^<3+>のSquare-antiprism型8水和イオンをもつ[Eu(H_2O)_8]_2[V_<10>O_<28>]・8H_2Oが初めて合成され,結晶構造とD_<4d>対称場におけるEu^<3+>の発光挙動が議論された。この化合物が水溶液中のEu^<3+>の水和モデルとして有効であることが示された。
2.希土類金属イオンRE^<3+>3個をもつ[R_3(H_2O)_3(SbW_9O_<33>)(W_5O_<18>)_3]^<18->と6個をもつ[R_6O_2(H_2O)_6Al_2(Nb_6O_<19>)_5]^<26->について,R=Tb/Eu混合系で合成しTb^<3+>→Eu^<3+>エネルギー移動の挙動を詳細に調べ,エネルギー移動はdipole-dipole相互作用によりForster-Dcxter機構で伝達されていることを実験的に示した。
3.欠損型Keggin構造の[XW_9O_<33>]^<9->(X=Sb, As)及び欠損型Linqvist構造の[W_5O_<18>]^<6->を構築ブロックとし,RE^<3+>を架橋剤とする[XW_9O_<33>]^<9->:[W_5O_<18>]^<6->:RE^<3+>=1:2:2,2:2:3,2:0:2,4:0:4,6:0:6の比を持つ一連の新規な希土類ポリタングステン酸イオン[(RE)_2(H_2O)_2(SbW_9O_<33>)(W_5O_<18>)_2]^<15->(1),[(RE)_3(H_2O)_4(SbW_9O_<33>)_2(W_5O_<18>)_2]^<21->,[(RE)_2O(H_2O)(AsW_9O_<33>)_2]^<14->,[{(RE)(H_2O)_2(AsW_9O_<33>)}_4]^<24->,[{(RE)(H_2O)_2(AsW_9O_<33>)}_6]^<36->の合成とX線構造解析を行い,RE^<3+>がポリ酸イオンの架橋剤として有効であることを示した。
4.化合物1内の2つのREサイトSite I, Site IIについてRE^<3+>の種類による占有率の違いを発光スペクトルと結晶構造解析の両面から検討した。
5.[(RE)_2Mo_8O_<27>]・18H_2O(RE=Eu,Gd, Tb)の750〜800℃における熱分解により新しい希土類モリブデン酸(RE)_2Mo_5O_<18>,(RE)_6Mo_<12>O_<45>,(RE)_4Mo_7O_<27>,(RE)_6Mo_<10>O_<39>を合成しX線構造解析を行った。このうち(RE)_2Mo_5O_<18>のEu/Gd固溶体は極めて高輝度の赤色蛍光体となり得ることを見いだした。
【研究代表者】