Netsu Sokutei, 34 (4), p. 167, (2007)

Review

示差熱分析による蛍光体材料IIaIII2VI4化合物の状態図作成と結晶成長

Construction of Phase Diagrams by Differential Thermal Analysis for IIaIII2VI4 Phosphors and their Crystal Growth

蛍光体材料として着目されているアルカリチオガレートおよび同族化合物の単結晶作製を目指し,これらの化合物の熱的特性を調べた。この化合物の作製において,2元化合物合成の際に生ずる生成熱と未反応の硫黄により蒸気圧が上昇してしまうことが化合物合成の妨げとなっていた。2元化合物を初期原料として用いることにより,高温での硫黄の蒸気圧および化合物の反応熱を抑えられることが示差熱分析(DTA)の測定によって明らかとなった。さらにDTA測定と粉末X線回折測定から,単結晶作製の際に必要な状態図を作成した。この図により溶融法による単結晶作製が可能であることが示された。化合物によっては,過冷却の制御のために坩堝の形状を工夫し,一度融解した化合物の一部を固化して種結晶を形成することによって光吸収測定に耐えうる良質の単結晶作製に成功した。
Differential thermal analysis (DTA) has been performed in order to grow or synthesize the alkaline earth thiogallate compounds that are currently known as useful and attractive phosphors. A big exothermic heat generated at the chemical reaction during synthesis and the pressure hereby produced sometimes prevents the compounds from being synthesized. The DTA measurements give us information to diminish the heat of reaction and hence the pressure due to sulfur. The phase diagrams of the pseudo-binary system for the compounds above have also been constructed from the results of DTA and powder X-ray diffraction. Based on these diagrams, alkaline earth thiogallates and their kindred can be grown form melts. Some compounds are abruptly solidified with supercooling, resulting in fragile polycrystals. Improvement of the shape of a crucible helps a crystalline seed to grow, leading to a single crystal with good quality.