大阪大学大学院工学研究科Graduate school of Engineering, Osaka University ◇ 〒565-0871 大阪府吹田市山田丘2-1
光科学の研究者にとって，ゼオライトを反応，発光，光エネルギー制御のホストとして用いる期待は大きい。しかし，従来のマイクロサイズの粒径を持つ白色粉体では，光に対して透過性，散乱などの問題が，光科学への応用を困難にしていた。筆者らは，ナノゼオライトを媒体中に透明コロイド分散することでこの問題解決の糸口を見いだした。ネオジム(III)はNd(III)-YAGレーザーの発光体として知られているが，その近赤外領域の励起エネルギーはO–H，C–H振動へのエネルギー移動および近接するNd(III)イオン間のエネルギー移動に伴って急速に失活するため，水，有機溶媒，プラスティックス等の環境中では決して発光は得られない。筆者らは，Nd(III)錯体をナノサイズゼオライト細孔内に導入し，低振動の分子を配位させることで強力な近赤外発光を達成した。この高効率発光ナノゼオライトは，有機溶媒中で透明なコロイドを構成し，強いフォトルミネッセンスを与える。希土類交換ゼオライトの発光性制御の指針について言及する。
Researchers working on photofunctional materials have been attracted by zeolites as a host of their molecules and clusters. However, they suffered from serious problems risen as light scattering and heterogeneity of systems in their applications. The authors challenged these problems by employing nano-sized zeolites, which can be dispersed in organic media giving transparent colloidal solutions. Nd(III) is well known as an emitter in Nd-YAG laser, but it never emits in organic media due to vibronic energy transfer from Nd(III) in its excited state to the vibration of O–H or C–H contained in organic substances. We introduced Nd(III) into supercages of nano-sized faujasite type zeolite and treated it with bis-(perfluoromethylsulfony)amide having the low vibration frequency for ligating Nd(III). This Nd(III)-exchanged nano-sized zeolite achieved high emission efficiency in the near infrared region and gave transparent colloidal solution in dueterated dimethylsulfoxide, giving the photoluminescence. We discuss strategy for controlling emission of rare earth ions by using zeolites.
Key words: nanocrystallites; neodymium; near infrared emission; nanohybrid
© 2004 ゼオライト学会© 2004 Japan Association of Zeolite
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