単一基質中で多モード応力発光応答を実現するために、高温固相法でEu²⁺、Eu³⁺、Tb³⁺を共ドープしたCaYAl₃O₇蛍光粉を作成し、光励起および発光スペクトル、X線励起発光スペクトル、応力発光スペクトルおよび熱発光スペクトルなどの手法でその発光特性を研究した。実験結果は、本材料が事前励起を必要とせずに強い深赤色Eu³⁺の⁵D₀-⁷F₄遷移および緑色Tb³⁺の⁵D₄-⁷F₅遷移（いずれもf-f遷移）を実現できることを示し、異なるイオンドープ濃度で赤、緑、橙、白の多色発光を達成した。照明下で材料中に導入された欠陥に蓄えられたエネルギーがEu²⁺の発光強度を著しく強化し、明確な青色応力残光現象を伴った。異なる荷重刺激においてEu²⁺とEu³⁺（Tb³⁺）の発光強度は外部荷重応答に感度の違いを示し、両者の発光強度比を調整することで応力可視化機能が実現され、発光色の精密制御が可能となった。比較研究により、光照射／非照射条件下で観察される可能性のあるメカニズムは、トラップ制御型の圧電応力発光と事前励起を必要としない摩擦起電応力発光の協調作用であり、単一基質中に複数の応力発光モードを集積し、多成分複合系による構造の複雑性を低減していることが明らかになった。本研究は、光・荷重二重励起条件下での応力発光メカニズムを探求し、多重励起条件下での応力センシングにデータサポートを提供することを目的としている。

応力発光;希土類発光;多モード;CaYAl₃O₇;色調整可能;発光特性