JP3768398B2 - Luminescent material and light source device using the same - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光材料及びそれを用いた光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで発光材料として用いられたペロブスカイト構造を有する酸化物は、全て発光中心として外来の希土類元素などを用いていたため、その発光波長や材料の選択性に制限があった。一例としてＮｄをドープしたＹＡｌＯ₃ は、レーザー材料として知られているが、その発光波長はＮｄイオンで決まる狭い波長領域に限定される。また、電子遷移が禁制であるため振動子強度が小さく、レーザー材料としてコンパクトな装置を実現することが困難であった。
【０００３】
一方、ペロブスカイト以外の結晶性発光材料としては、各種の蛍光体やレーザー結晶が知られているが、いずれも同様の欠点を有している。
【０００４】
母結晶自体を発光させる試みとしては発明者らによって還元雰囲気下で作製したＬａＡｌＯ₃ を用いた発光材料が得られている。この材料は広い発光スペクトルを有し、発光材料として有用な特徴を備えているが、発光強度が十分でなく、かつ安定な結晶成長が困難であるなどの問題点があった〔Ｙ．Ｋａｗａｂｅ，Ａ．Ｙａｍａｎａｋａ，Ｅ．Ｈａｎａｍｕｒａ，Ｔ．Ｋｉｍｕｒａ，Ｙ．Ｔａｋｉｇｕｃｈｉ，Ｈ．Ｋａｎ，ａｎｄ Ｙ．Ｔｏｋｕｒａ“Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆ ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ ｌａｎｔｈａｎｕｍ ａｌｕｍｉｎａｔｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌｓ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．８７，７５９４（２０００）〕。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、固体レーザーに代表される固体光源は、使用する光学活性材料によりピーク波長、パワー、ＣＷかパルスかの動作モード、効率などが決まってしまうため、幅広い光学活性材料が求められている。酸化物は耐環境性に優れ、Ｎｄ：ＹＡｌＯ₃ などの多くの光学活性材料が見出されている。超伝導材料として注目のペロブスカイト型酸化物も発光材料として開発が試みられているが、Ｔｉ：ＬａＡｌＯ₃ のように発光中心となる元素（Ｔｉ）を添加したものであり、母体からの発光は川辺らの報告〔上記技術文献〕があるが、発光強度が弱く、光学活性材料として十分に使えるものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、近紫外から赤外の範囲で室温で安定なより強い発光強度を有する発光材料及びそれを用いた光源装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕焼成後の発光材料を構成する原材料を融解し、その融液から結晶を作製する際のプロセスを酸素分圧が大気中より低い雰囲気で行うとともに、ＡＢＯ₃ 組成のペロブスカイト型化合物を主たる構成要素とする発光材料であって、Ａのうちモル比１０％以下が他の元素Ａ′に置換されることを特徴とする発光材料。ただし、Ａは希土類（ランタノイド）を含む３ｂ族、Ａ′は２ａ族、ＢはＡｌである。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の発光材料において、前記Ａがイットリウムまたはランタン及びそれらの混合物であることを特徴とする。
【０００９】
〔３〕光源装置であって、上記〔１〕記載の発光材料を用いた。
【００１０】
〔４〕上記〔３〕記載の発光材料を用いた光源装置であって、駆動源として放電装置、または電流注入装置、または紫外光励起源を具備する。
【００１１】
〔５〕上記〔３〕記載の発光材料を用いた光源装置であって、材料の有する光学利得による増幅効果を利用するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
まず、本発明の発光材料の製造方法について説明する。
【００１４】
本発明のＡＢＯ₃ 化合物のＡ位置の元素としては３ｂ族のＬａ，Ｙなどがその代表的なものであるが、これに限定されるものではなく、その他希土類や２ａ族、さらにはその混合組成であってもよい。また、Ｂ位置の化合物はＡｌ等３ａ族元素または４ｂ−２ｂの遷移金属が好ましいが、同様にそれに限定されるものではない。Ａ′，Ｂ′についてもＡ，Ｂと同様の選択が可能である。
【００１５】
（１）第１実施例（結晶成長Ｃａ：ＹＡｌＯ₃ ）
Ｙ₂ Ｏ₃ ５．１６２ｇとＡｌ₂ Ｏ₃ １１．３２０ｇとＣａＯ０．０５７ｇを混合し、直径６ｍｍのゴム風船につめ、ニチデン機械（株）製ＳＰＴ１１９−１０Ｔにて３００Ｍｐａの静水圧力を印加し原料棒を作製した。その原料棒を大気中１０００℃で４時間焼成し、ニチデン機械（株）製ＳＣ−Ｍ５０ＸＳにて水素濃度４％のアルゴン・水素混合ガス雰囲気中で成長させた。キセノン電球電流は、５８Ａに設定し、成長速度は２０．０５ｍｍ／時間に設定した。その結果、直径３．７ｍｍ、長さ２５ｍｍの単結晶体が得られた。
【００１６】
（２）第２実施例（結晶成長Ｃａ：ＬａＡｌＯ₃ ）
Ｌａ₂ Ｏ₃ ８．０６５ｇとＡｌ₂ Ｏ₃ ２．５４９ｇとＣａＯ０．０２９ｇを混合し、直径６ｍｍのゴム風船につめ、ニチデン機械（株）製ＳＰＴ１１９−１０Ｔにて３００Ｍｐａの静水圧力を印加し原料棒を作製した。その原料棒を大気中１０００℃で２５６時間焼成し、ニチデン機械（株）製ＳＣ−Ｍ５０ＸＳにて水素濃度４％のアルゴン・水素混合ガス雰囲気中で成長させた。キセノン電球電流は７５Ａに設定し、成長速度は２０．００ｍｍ／時間に設定した。その結果、直径３．８ｍｍ、長さ１３ｍｍの単結晶体が得られた。
【００１７】
（３）第３実施例（結晶成長Ｂａ：ＬａＡｌＯ₃ ）
Ｌａ₂ Ｏ₃ ８．５３７ｇとＡｌ₂ Ｏ₃ ２．６７１ｇとＢａＯ０．０８６ｇを混合し、直径６ｍｍのゴム風船につめ、ニチデン機械（株）製ＳＰＴ１１９−１０Ｔにて３００Ｍｐａの静水圧力を印加し原料棒を作製した。その原料棒を大気中１０００℃で２１５時間焼成し、ニチデン機械（株）製ＳＣ−Ｍ５０ＸＳにて水素濃度４％のアルゴン・水素混合ガス雰囲気中で成長させた。キセノン電球電流は７３Ａに設定し、成長速度は２０．０６ｍｍ／時間に設定した。その結果、直径３．５ｍｍ、長さ１５ｍｍの単結晶体が得られた。
【００１８】
（４）第４実施例（Ｓｒ：ＬａＡｌＯ₃ ）
ＳｒＣＯ₃ を１２５０℃で１２時間熱処理することによって作製したＳｒＯ０．０３６ｇとＬａ₂ Ｏ₃ ５．６９９ｇとＡｌ₂ Ｏ₃ １．７８４ｇとを混合し、直径６ｍｍのゴム風船につめ、ニチデン機械（株）製ＳＰＴ１１９−１０Ｔにて３００Ｍｐａの静水圧力を印加し原料棒を作製した。その原料棒を大気中１０００℃で１６時間焼成し、ニチデン機械（株）製ＳＣ−Ｍ５０ＸＳにて水素濃度４％のアルゴン・水素混合ガス雰囲気中で成長させた。キセノン電球電流は７６Ａに設定し、成長速度は２０．０１ｍｍ／時間に設定した。その結果、直径３．６ｍｍ、長さ４２ｍｍの単結晶体が得られた。
【００１９】
（５）第５実施例（Ｃａ：ＧｄＡｌＯ₃ ）
Ｇｄ₂ Ｏ₃ ８．９７４ｇとＡｌ₂ Ｏ₃ ２．４９８ｇとＣａＯ０．０２８ｇを混合し、直径６ｍｍのゴム風船につめ、ニチデン機械（株）製ＳＰＴ１１９−１０Ｔにて３００Ｍｐａの静水圧力を印加し原料棒を作製した。その原料棒を大気中６００℃で１６０時間焼成し、ニチデン機械（株）製ＳＣ−Ｍ５０ＸＳにて水素濃度４％のアルゴン・水素混合ガス雰囲気中で成長させた。キセノン電球電流は６３Ａに設定し、成長速度は２０．０５ｍｍ／時間に設定した。その結果、直径３．１ｍｍ、長さ３７ｍｍの単結晶体が得られた。
【００２０】
次に、上記した発光材料の測定について説明する。
【００２１】
（１）第１及び第２実施例で得られたＣａ：ＹＡｌＯ₃ ，Ｃａ：ＬａＡｌＯ₃ 結晶の発光スペクトルを、３５５ｎｍのレーザーで照射したところ、Ｃａ：ＹＡｌＯ₃ については緑色、Ｃａ：ＬａＡｌＯ₃ については赤色のそれぞれ強い発光が得られた。発光スペクトルをアクトン社製の分光器・３２０ｉとプリンストンインスツルメント社製のＣＣＤ・ＩＭＡＸ５１２を用いて、図１に示す実験装置で測定した結果を図２に示す。
【００２２】
図１は本発明の発光材料の実験装置（その１）の構成図、図２は実験装置で測定した結果を示す図である。
【００２３】
図１において、１はレーザー、２は波長変換結晶、３はダイクロイックミラー、４はフィルター、５，６は反射ミラー、７はレンズ、８は試料、９はステージ、１０は試料８からの発光、１１は分光器、１２は光検出器、１３はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。
【００２４】
そこで、レーザー１より出射された１．０６４μｍの光を複数の波長変換結晶２に入射し、発生した３５５ｎｍの紫外光をダイクロイックミラー３及びフィルター４によって取り出し、ミラー５，６を用いることにより所定の伝搬方向に調整し、さらに、レンズ７を用いて試料８に照射する。試料８の位置はステージ９によって微調整される。
【００２５】
上記の紫外光を照射することによって試料８より発生した発光１０はレンズによって分光器１１に導かれ、装着された光検出器１２によって検出される。この時、光検出器１２とレーザー１が同期するようにＰＣ１３によって制御されると同時に発光強度がＰＣ１３に転送される。
【００２６】
図２において、横軸は波長であり、縦軸はＰＬ強度（相対強度）を示している。上段は第２実施例の試料に基づく結果であり、下段は第１実施例の試料に基づく結果を表している。
【００２７】
（２）第１実施例で得られたＣａ：ＹＡｌＯ₃ の緑色発光の発光寿命をプリンストンインスツルメント社製のＣＣＤ・ＩＭＡＸ５１２を用いて測定した結果は１６ｎｓであった。結果を図３に示す。
【００２８】
図３は本発明の発光材料の実験装置（その２）による結果を示す図であり、横軸に時間（ｎｓ）、縦軸に発光強度を示している。
【００２９】
（３）Ｃａ：ＹＡｌＯ₃ を３５５ｎｍのパルスレーザー光で励起し、図４に示す実験装置を用いて、同時に透過光強度を波長可変レーザーを用いて測定したところ４８０ｎｍから５５０ｎｍの範囲で透過光が増幅されていることが確認された。
【００３０】
図４は本発明の発光材料の実験装置（その２）の構成図である。
【００３１】
この図において、２１はレーザー、２２，２４，２５はミラー、２３は波長可変レーザー、２６は試料、２７は光検出器、２８はオシロスコープである。
【００３２】
そこで、３５５ｎｍの波長を有するレーザー２１をミラー２２を用いて試料２６に照射すると同時に波長可変レーザー２３からの出射光を２４，２５のミラーによって方向を調整し、試料２６に入射し、その透過光を光検出器２７及びオシロスコープ２８を用いてモニターすることにより、透過の増減を観測するようにしている。
【００３３】
以下に２つの比較例について説明する。
【００３４】
（１）第１の比較例（ＬａＡｌＯ₃ の発光スペクトル）
第２実施例と同じ方法で作製したＣａを含まない結晶の発光スペクトルを２６６ｎｍのレーザーで照射したところ緑色の発光が得られた。発光強度は、第１実施例に比べて１／２０であった。発光スペクトルをアクトン社製の分光器・３２０ｉとプリンストンインスツルメント社製のＣＣＤ・ＩＭＡＸ５１２を用いて測定した結果を図５に示す。３５５ｎｍで励起した場合はさらに弱い発光しか観測されなかった。
【００３５】
図５は第１の比較例の測定結果を示す図であり、横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に発光スペクトル強度（相対単位）を示している。
【００３６】
（２）第２の比較例（ＬａＡｌＯ₃ の利得の測定）
ＬａＡｌＯ₃ を３５５ｎｍおよび２６６ｎｍのパルスレーザー光で励起し、上記（３）に例示したものと同じ実験装置を用いて、同時に透過光強度を白色光を測定したところ、光の増幅は観測されず、吸収の増大が観測された。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ＡＢＯ₃ 化合物のＡまたはＢの位置の元素の一部を別種の元素Ａ′，Ｂ′で置換することにより、より強い発光強度を有する結晶が安定に作製可能であることを見出した。また、その発光スペクトルや強度、及び発光寿命がＡ′，Ｂ′の種類や濃度によって制御可能であることを明らかにした。また、これらの手法によって作製された化合物の一部をパルス紫外光源で強く励起することにより光学的利得を有することが示された。ここで置換する元素の率は、１０％以下、より望ましくは２％〜０．０００１％である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発光材料の実験装置（その１）の構成図である。
【図２】 実験装置で測定した結果を示す図である。
【図３】 本発明の発光材料の実験装置（その２）による結果を示す図である。
【図４】 本発明の発光材料の実験装置（その２）の構成図である。
【図５】 第１の比較例の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１，２１ レーザー
２ 波長変換結晶
３ ダイクロイックミラー
４ フィルター
５，６ 反射ミラー
７ レンズ
８，２６ 試料
９ ステージ
１０ 試料からの発光
１１ 分光器
１２，２７ 光検出器
１３ パーソナルコンピュータ
２２，２４，２５ ミラー
２３ 波長可変レーザー
２８ オシロスコープ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting material and a light source device using the light emitting material.
[0002]
[Prior art]
All oxides having a perovskite structure used as a light emitting material until now have used a rare earth element or the like as a light emission center, and thus have a limitation in light emission wavelength and material selectivity. As an example, YAlO ₃ doped with Nd is known as a laser material, but its emission wavelength is limited to a narrow wavelength region determined by Nd ions. Moreover, since the electronic transition is forbidden, the oscillator strength is small, and it has been difficult to realize a compact device as a laser material.
[0003]
On the other hand, various phosphors and laser crystals are known as crystalline luminescent materials other than perovskite, but all have the same drawbacks.
[0004]
As an attempt to make the mother crystal itself emit light, a light emitting material using LaAlO ₃ produced in a reducing atmosphere by the inventors has been obtained. This material has a broad emission spectrum and has useful characteristics as a light-emitting material, but has problems such as insufficient light emission intensity and difficulty in stable crystal growth [Y. Kawabe, A .; Yamanaka, E .; Hanamura, T .; Kimura, Y .; Takiguchi, H .; Kan, and Y.K. Tokyo "Photoluminescence of perovskite lanthanum aluminum single crystals" J. Appl. Phys. 87, 7594 (2000)].
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a solid light source typified by a solid-state laser is required to have a wide range of optically active materials because the peak wavelength, power, operation mode of CW or pulse, efficiency, etc. are determined by the optically active material used. Yes. Oxides are excellent in environmental resistance, and many optically active materials such as Nd: YAlO ₃ have been found. Perovskite oxide, which has been attracting attention as a superconducting material, has been developed as a light-emitting material. However, the element (Ti), which is the emission center, is added like Ti: LaAlO ₃ , and the emission from the matrix is Kawabe. Although there is a report [the above-mentioned technical document], the emission intensity is weak and it cannot be used sufficiently as an optically active material.
[0006]
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a light emitting material having a stronger emission intensity that is stable at room temperature in the near ultraviolet to infrared range, and a light source device using the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides
[1] The process of melting the raw materials constituting the luminescent material after firing and producing a crystal from the melt is performed in an atmosphere where the oxygen partial pressure is lower than in the atmosphere, and the perovskite type compound having an ABO ₃ composition is mainly used. A luminescent material as a constituent element, wherein a molar ratio of 10% or less of A is replaced by another element A ′. However, A is 3 b group containing rare earth (lanthanoid), A 'is group 2a, B is is Al.
[0008]
[2] The luminescent material according to [1] Symbol mounting, wherein said A is yttrium or lanthanum and mixtures thereof.
[0009]
[3] The light source apparatus, using a light-emitting material of [1] Symbol placement.
[0010]
[ 4 ] A light source device using the light-emitting material according to [ 3 ], wherein the drive source includes a discharge device, a current injection device, or an ultraviolet light excitation source.
[0011]
[ 5 ] A light source device using the light emitting material according to [ 3 ], wherein an amplification effect by an optical gain of the material is used.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0013]
First, the manufacturing method of the luminescent material of this invention is demonstrated.
[0014]
Representative examples of the element at the A position of the ABO ₃ compound of the present invention include La, Y of 3b group, but are not limited to this, and other rare earth elements, 2a group, and further mixed compositions thereof. It may be. The compound at the B position is preferably a group 3a element such as Al or a transition metal of 4b-2b, but is not limited thereto. A ′ and B ′ can be selected in the same manner as A and B.
[0015]
(1) First Example (Crystal Growth Ca: YAlO ₃ )
Y ₂ O ₃ 5.162 g, Al ₂ O ₃ 11.320 g and CaO 0.057 g are mixed, and packed in a rubber balloon with a diameter of 6 mm, and a hydrostatic pressure of 300 Mpa is applied to SPT119-10T manufactured by Nichiden Kikai Co., Ltd. A rod was made. The raw material rod was fired at 1000 ° C. for 4 hours in the atmosphere, and was grown in an atmosphere of argon / hydrogen mixed gas having a hydrogen concentration of 4% using SC-M50XS manufactured by Nichiden Kikai Co., Ltd. The xenon bulb current was set at 58 A and the growth rate was set at 20.05 mm / hour. As a result, a single crystal having a diameter of 3.7 mm and a length of 25 mm was obtained.
[0016]
(2) Second Example (Crystal Growth Ca: LaAlO ₃ )
8.065 g of La ₂ O _3, 2.549 g of Al ₂ O ₃ and 0.029 g of CaO are mixed together and packed in a rubber balloon having a diameter of 6 mm, and a hydrostatic pressure of 300 Mpa is applied with SPT119-10T manufactured by Nichiden Kikai Co. A rod was made. The raw material rod was fired at 1000 ° C. for 256 hours in the air, and was grown in an argon / hydrogen mixed gas atmosphere having a hydrogen concentration of 4% using SC-M50XS manufactured by Nichiden Kikai Co., Ltd. The xenon bulb current was set at 75 A and the growth rate was set at 20.00 mm / hour. As a result, a single crystal having a diameter of 3.8 mm and a length of 13 mm was obtained.
[0017]
(3) Third Example (Crystal Growth Ba: LaAlO ₃ )
La ₂ O ₃ were mixed 8.537g and Al ₂ O ₃ 2.671g and BaO0.086G, packed in balloon diameter 6 mm, the raw material by applying a hydrostatic pressure of 300Mpa at NICHIDEN Machinery Co. SPT119-10T A rod was made. The raw material rod was baked at 1000 ° C. for 215 hours in the air, and grown in an atmosphere of argon / hydrogen mixed gas having a hydrogen concentration of 4% using SC-M50XS manufactured by Nichiden Kikai Co., Ltd. The xenon bulb current was set at 73 A and the growth rate was set at 20.06 mm / hour. As a result, a single crystal having a diameter of 3.5 mm and a length of 15 mm was obtained.
[0018]
(4) Fourth Example (Sr: LaAlO ₃ )
0.036 g of SrO prepared by heat-treating SrCO ₃ at 1250 ° C. for 12 hours, 5.699 g of La ₂ O _{3 and} 1.784 g of Al ₂ O ₃ were mixed together and packed in a rubber balloon having a diameter of 6 mm. ) the hydrostatic pressure of 300Mpa in made SPT119-10T to prepare a mark pressurized Shi raw material rod. The raw material rod was fired at 1000 ° C. for 16 hours in the air, and grown in an atmosphere of argon / hydrogen mixed gas having a hydrogen concentration of 4% using SC-M50XS manufactured by Nichiden Kikai Co., Ltd. The xenon bulb current was set at 76A and the growth rate was set at 20.01 mm / hour. As a result, a single crystal having a diameter of 3.6 mm and a length of 42 mm was obtained.
[0019]
(5) Fifth Example (Ca: GdAlO ₃ )
Gd ₂ O ₃ 8.974 g, Al ₂ O ₃ 2.498 g and CaO 0.028 g were mixed and packed into a rubber balloon with a diameter of 6 mm, and a hydrostatic pressure of 300 Mpa was applied to the material using SPT119-10T manufactured by Nichiden Machinery Co., Ltd. A rod was made. The raw material rod was fired in the atmosphere at 600 ° C. for 160 hours, and grown in an atmosphere of argon / hydrogen mixed gas having a hydrogen concentration of 4% using SC-M50XS manufactured by Nichiden Kikai Co., Ltd. The xenon bulb current was set at 63 A and the growth rate was set at 20.05 mm / hour. As a result, a single crystal having a diameter of 3.1 mm and a length of 37 mm was obtained.
[0020]
Next, measurement of the above-described light emitting material will be described.
[0021]
(1) When the emission spectra of the Ca: YAlO ₃ and Ca: LaAlO ₃ crystals obtained in the first and second examples were irradiated with a laser of 355 nm, Ca: YAlO ₃ was green, and Ca: LaAlO ₃ Each gave a strong red light emission. FIG. 2 shows the result of measuring the emission spectrum with the experimental apparatus shown in FIG. 1 using a spectroscope 320i manufactured by Acton and a CCD IMAX 512 manufactured by Princeton Instruments.
[0022]
FIG. 1 is a configuration diagram of an experimental apparatus (part 1) for a luminescent material according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the results measured by the experimental apparatus.
[0023]
In FIG. 1, 1 is a laser, 2 is a wavelength conversion crystal, 3 is a dichroic mirror, 4 is a filter, 5 and 6 are reflection mirrors, 7 is a lens, 8 is a sample, 9 is a stage, 10 is light emission from the sample 8, 11 is a spectroscope, 12 is a photodetector, and 13 is a personal computer (PC).
[0024]
Therefore, 1.064 μm light emitted from the laser 1 is incident on a plurality of wavelength conversion crystals 2, and the generated 355 nm ultraviolet light is extracted by the dichroic mirror 3 and the filter 4, and predetermined mirrors 5 and 6 are used. Adjustment is made in the propagation direction, and the sample 8 is irradiated with the lens 7. The position of the sample 8 is finely adjusted by the stage 9.
[0025]
The light emission 10 generated from the sample 8 by irradiating the ultraviolet light is guided to the spectroscope 11 by the lens and detected by the mounted photodetector 12. At this time, the light intensity is transferred to the PC 13 at the same time as being controlled by the PC 13 so that the photodetector 12 and the laser 1 are synchronized.
[0026]
In FIG. 2, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents PL intensity (relative intensity). The upper row shows the results based on the sample of the second embodiment, and the lower row shows the results based on the sample of the first embodiment.
[0027]
(2) The result of measuring the luminescence lifetime of Ca: YAlO ₃ obtained in the first example using a CCD IMAX512 manufactured by Princeton Instruments was 16 ns. The results are shown in FIG.
[0028]
FIG. 3 is a diagram showing the results of the experimental device (part 2) of the luminescent material of the present invention, wherein the horizontal axis represents time (ns) and the vertical axis represents the emission intensity.
[0029]
(3) Ca: YAlO ₃ was excited with a 355 nm pulse laser beam, and the transmitted light intensity was measured using a wavelength variable laser at the same time using the experimental apparatus shown in FIG. 4, and the transmitted light was in the range of 480 nm to 550 nm. Amplification was confirmed.
[0030]
FIG. 4 is a configuration diagram of a light emitting material experimental apparatus (part 2) according to the present invention.
[0031]
In this figure, 21 is a laser, 22, 24 and 25 are mirrors, 23 is a wavelength tunable laser, 26 is a sample, 27 is a photodetector, and 28 is an oscilloscope.
[0032]
Therefore, the laser 21 having a wavelength of 355 nm is irradiated onto the sample 26 using the mirror 22 and simultaneously the direction of the emitted light from the wavelength tunable laser 23 is adjusted by the 24 and 25 mirrors, and is incident on the sample 26 and the transmitted light. Is monitored using a photodetector 27 and an oscilloscope 28 to observe the increase and decrease in transmission.
[0033]
Two comparative examples will be described below.
[0034]
(1) First comparative example (emission spectrum of LaAlO ₃ )
When an emission spectrum of a crystal containing no Ca produced by the same method as in the second example was irradiated with a 266 nm laser, green light emission was obtained. The emission intensity was 1/20 compared to the first example. FIG. 5 shows the result of measuring the emission spectrum using a spectroscope 320i manufactured by Acton and a CCD IMAX512 manufactured by Princeton Instruments. When excited at 355 nm, only weaker emission was observed.
[0035]
FIG. 5 is a diagram showing the measurement results of the first comparative example, where the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission spectrum intensity (relative unit).
[0036]
(2) Second comparative example (measurement of LaAlO ₃ gain)
When LaAlO ₃ was excited with pulsed laser light of 355 nm and 266 nm and the same experimental apparatus as that exemplified in the above (3) was used to measure the transmitted light intensity simultaneously, no light amplification was observed. Increased absorption was observed.
[0037]
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
[0038]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a part of the element at the position A or B of the ABO ₃ compound is replaced with another kind of element A ′ or B ′, so that the emission intensity is increased. It has been found that crystals can be produced stably. It has also been clarified that the emission spectrum, intensity, and emission lifetime can be controlled by the types and concentrations of A ′ and B ′. In addition, it was shown that some of the compounds prepared by these methods have optical gain by strongly exciting with a pulsed ultraviolet light source. Here, the ratio of the element to be substituted is 10% or less, and more desirably 2% to 0.0001%.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an experimental apparatus (part 1) for a luminescent material according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the results of measurement with an experimental apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing a result of an experimental apparatus (part 2) for a luminescent material according to the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a light emitting material experimental apparatus (part 2) according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing measurement results of a first comparative example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 Laser 2 Wavelength conversion crystal 3 Dichroic mirror 4 Filter 5, 6 Reflection mirror 7 Lens 8, 26 Sample 9 Stage 10 Light emission from sample 11 Spectrometer 12, 27 Photo detector 13 Personal computer 22, 24, 25 Mirror 23 Tunable laser 28 oscilloscope

Claims (5)

焼成後の発光材料を構成する原材料を融解し、その融液から結晶を作製する際のプロセスを酸素分圧が大気中より低い雰囲気で行うとともに、ＡＢＯ₃ 組成のペロブスカイト型化合物を主たる構成要素とする発光材料であって、Ａのうちモル比１０％以下が他の元素Ａ′に置換されることを特徴とする発光材料。ただし、Ａは希土類（ランタノイド）を含む３ｂ族、Ａ′は２ａ族、ＢはＡｌである。 The raw material constituting the luminescent material after firing is melted, and a process for producing a crystal from the melt is performed in an atmosphere where the oxygen partial pressure is lower than in the atmosphere, and a perovskite type compound having an ABO ₃ composition is the main constituent element. A luminescent material, wherein a molar ratio of 10% or less of A is substituted with another element A ′. However, A is 3 b group containing rare earth (lanthanoid), A 'is group 2a, B is is Al. 請求項１記載の発光材料において、前記Ａがイットリウムまたはランタン及びそれらの混合物であることを特徴とする発光材料。In claim 1 Symbol placement of luminescent material, light emitting material, wherein said A is yttrium or lanthanum and mixtures thereof. 請求項１記載の発光材料を用いた光源装置。A light source device using the claim 1 Symbol placement of luminescent material. 請求項３記載の発光材料を用いた光源装置であって、駆動源として放電装置、または電流注入装置、または紫外光励起源を具備する光源装置。A light source device using the luminescent material according to claim 3 , wherein the light source device includes a discharge device, a current injection device, or an ultraviolet light excitation source as a drive source. 請求項３記載の発光材料を用いた光源装置であって、材料の有する光学利得による増幅効果を利用した光源装置。A light source device using the light emitting material according to claim 3 , wherein the light source device uses an amplification effect due to an optical gain of the material.

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