当研究室では,「次世代フォトニクス用アクティブ材料」の開発を目指し,日々の研究を行っています.とりわけ,蓄光材料,次世代の固体照明,太陽電池,長距離大容量光通信技術を担う,無機光機能性ガラス&セラミックス材料の開発,その光物性と構造に関する研究に力を注いでいます.
光を蓄える蓄光型材料には,暗闇でも光続ける特性を有する長残光蛍光体と呼ばれる物質群があります.長残光蛍光体は,視認性夜光塗料として避難誘導標識や時計の文字盤などに使用されています.しかしながら,現在普及している長残光蛍光体の色は紫外線を含まないLED照明下では蓄光性能が乏しく,発光色も青〜緑色が多く,十分な残光輝度を有する黄色〜赤色の長残光蛍光体はありません.当研究室では,青色で蓄光できる新材料の開発や,かつ残光色の多様化と残光輝度・時間の向上の研究に取り組んでいます.
親環境,省エネルギー照明デバイスとして現在注目されている白色LEDは,蛍光灯・白熱電球と比べて,電気-光変換効率がよくメンテナンスも容易なことから,「次世代固体照明デバイス」として既に普及しています.しかしながら,熱や高密度光励起による消光の問題や高視感効率を実現するナロ―バンド赤色発光蛍光体の新規開発などの研究が行われています.当研究室では,蛍光体波長変換部分を結晶化ガラスや透光性セラミックスといったAll Inorganic発光デバイスを目指し,LED高出力化による熱問題の解決や視感効率の向上に取り組んでいます.
蛍光を利用した温度計は蛍光温度計と呼ばれ,温度に対する発光強度,バンドシフトや広がり,蛍光寿命,蛍光強度比などの変化から,逆に温度を決定する温度計です.発光さえ検出できれば温度が分かるので,微小領域の温度や細胞内,触媒反応管など内部の温度を測定するのに向いています.当研究室では、生体透過性の高い発光を有し,信頼性の高いボルツマン分布型のレシオメトリック温度計になる遷移金属イオンや希土類イオンの蛍光温度計の開発に取り組んでいます.
また,近年,地球温暖化やエネルギー資源の問題から,太陽電池への注目が一層高くなっており,高効率化に向けて様々な取り組みがなされています.当研究室では,結晶Si太陽電池のガラスカバー材料に,希土類を添加,太陽光スペクトルの波長を結晶Si太陽電池の感度が高い波長に変換する機能を付加させ,光・電気変換効率の向上を目指しています.
光通信材料にも力を入れており,将来の更なる大容量,通信のためには,波長多重通信用の広帯域光増幅器が不可欠です当研究室では,広帯域光増幅器のための,希土類イオン,他元素イオンドープガラスの設計,評価も行っています.

長残光蛍光体による交流駆動LEDのチラツキ抑制
(左)GAGG:Ce,Cr (右)YAG:Ce蛍光体
右は青色LEDの点滅に応答するが長残光蛍光体はチラツキが小さい.