光色可変蛍光体は、健康照明、蛍光偽造防止、光学温度測定などの分野で重要な応用価値を持つ。本論文では、青緑色可変のCa₃Ga₄O₉∶Tb³⁺蛍光体を基に、赤色光を発するEu³⁺をドープしたCa₂.₉₈-ₓGa₄O₉∶0.02Tb³⁺、ₓEu³⁺の一連の蛍光体を設計・合成し、緑色から赤色への連続した光色調整を実現した。Eu³⁺のドープ濃度がₓ=0.01からₓ=0.09に増加するに伴い、Tb³⁺→Eu³⁺のエネルギー移動効率は20％から90.8％に上昇し、色温度は6,083 Kから1,750 Kに低下した。計算結果およびエネルギーレベル解析の結果、Tb³⁺→Eu³⁺のエネルギー移動は双極子-双極子相互作用および交差緩和過程によることが示された。Ca₂.₉₆Ga₄O₉∶0.02Tb³⁺、0.02Eu³⁺蛍光体は398 Kの温度で、Tb³⁺およびEu³⁺の発光強度はそれぞれ298 K時の46.6％および49.8％を維持し、2つの活性化イオンの熱安定性が近いことを示した。本研究成果は、新しい紫外線励起光色可変蛍光体の開発において一定の指針および参考となる。

蛍光体; Tb³⁺/Eu³⁺ドープ; 光色可変; エネルギー伝達