希土類ドープフルオリド微結晶ガラスは、その独特な構造と発光特性により、立体表示、光ファイバーレーザー、レーザー照明、近赤外光源などの複数の分野で広範な応用可能性を示す。本研究では、高温融解法を用いてPr³⁺/Gd³⁺/Ce³⁺三元ドープBaF₂自己晶析透明ガラスの一連を作製し、X線回折、Rietveld構造精密化、透過電子顕微鏡により、合成した異なる材料の相、結晶構造、粒子形態およびサイズを体系的に解析した。SiO₂-B₂O₃-Na₂CO₃-BaF₂微結晶ガラス系におけるBaF₂ナノ結晶の自己晶析特性が確認された。444 nmおよび586 nm励起下で、試料中のPr³⁺イオンの可視光および近赤外発光強度はGd³⁺ドープ濃度の増加に伴い、増強した後減弱する傾向を示し、Gd³⁺がPr³⁺発光の顕著な制御効果を持つことを示した。320 nm励起下で、Ce³⁺は5d→4f遷移により370 nmにピークを持つ広帯域紫外光を放出し、エネルギーを直接Pr^{3+ 1}D₂準位に伝達してPr^{3+ 1}D₂特性発光を誘起した。最終的に、この微結晶ガラス試料は青色444 nm照射下でマゼンタ色を呈し、紫外線320 nm照射下で紫色を呈し、銅板上に構築した粉末の偽造防止パターンは顕著な色変化を実現し、蛍光偽造防止と情報暗号化機能の実現に成功した。

微結晶ガラス;Pr³⁺;エネルギー伝達;光色制御;蛍光偽造防止