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R-32
2019

光による応力・ひずみセンサの蛍光メカニズム解析




課題
様々な構造物の健全性などを診断する上で応力やひずみ場の計測が重要。従来のゲージ類では配線が煩雑となり、光によるワイヤレス計測ができれば有望となる。

解決手段
ある波長の光をあて別の波長の光を発する「蛍光体」にて、ひずみに対する発光波長シフトの大きい新規材料を見出し、その発光・波長シフト機構を解明する。

成果・新規性
・発光機構の解明: Sr1-xAl2O4中の4配位Alサイトを置換したCr3+による発光Cr3+のd軌遷移道電子で励起・発光スペクトルを説明可能
・波長シフトの理解: 配位子場(結晶中のひずみ場)の変化に対して、
(1)エネルギー変化の大きいd軌道電子遷移(4T22E)
(2)2つの発光ピークの強度変化による波長シフト促進


Cr添加Sr1-xAl2O4の蛍光現象とひずみによる発光波長シフト

蛍光現象と波長シフトのメカニズム



期待される市場・応用
・光によるワイヤレスでの物理量(ひずみ・応力等)のセンシング
・蛍光材料の新物質探索と光分野の新規応用

特許
特許第6000837号、特許第6029962号

謝辞 本研究は、中部電力(株)からの委託研究として実施したものである。


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