JP2020098679A - 紫外光発生用ターゲット及びその製造方法、並びに電子線励起紫外光源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紫外光発生用ターゲット20は、発光層22を備える。発光層22は、少なくともスカンジウム(Sc)が添加されているYPO4結晶を含み、電子線EBを受けて紫外光UVを発生する。また、紫外光発生用ターゲット20の製造方法は、イットリウム(Y)の酸化物、Scの酸化物、リン酸、及び液体を含む混合物を作製する第1工程と、液体を蒸発させる第2工程と、混合物を焼成する第3工程とを含む。
【選択図】図2
Description
以下、添付図面を参照しながら本発明による紫外光発生用ターゲット及びその製造方法、並びに電子線励起紫外光源の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
ここで、上記実施形態の第1実施例について説明する。本発明者は、次に述べる方法によって、発光層22としての複数の試料(Sc:YPO4)を実際に作製した。まず、Y2O3、Sc2O3、及びH3PO4を純水に混ぜて、複数の混合物を作製した。このとき、各試料のP及びOを除く成分に占めるScの濃度がそれぞれ0mol%、2mol%、5mol%、8mol%、10mol%、12mol%、15mol%、20mol%、40mol%、60mol%、80mol%、及び100mol%となるように、各混合物におけるSc2O3の割合を互いに異ならせた。次に、各混合物を24時間かけて十分に攪拌し、Y2O3、Sc2O3、及びH3PO4を相互に反応させ、熟成させた。その後、混合物を加熱して純水を蒸発させ、粉末状の混合物を得た。続いて、大気中での混合物の焼成を行った。このとき、Scの濃度を5mol%とした試料については、更に複数に分け、そのうち1つの試料については焼成を行わず、また他の試料それぞれについては焼成温度を800℃、1000℃、1100℃、1200℃、1400℃、1500℃、1600℃、及び1700℃とした。また、他のSc濃度の試料のうち、2mol%、8mol%、10mol%、12mol%、15mol%、及び20mol%の試料に関しては焼成温度を1600℃とした。0mol%、40mol%、及び60mol%の試料に関しては、焼成温度を1400℃および1600℃の2通りとし、80mol%及び100mol%の試料に関しては焼成温度を1400℃とした。焼成時間は2時間であった。その後、前述した沈降法によって、円板状の石英基板上に、試料を層状に堆積させた。
続いて、上記実施形態の第2実施例について説明する。本発明者は、賦活剤としてScに加えてBiを添加した複数の試料を作製し、その発光特性について調べた。なお、作製方法及び実験装置は、材料にBi2O3を加えたことを除いて、上記第1実施例と同様である。但し、P及びOを除く成分に占めるScの濃度を5mol%とし、Biの濃度を0.5mol%とした。また、各試料の焼成温度を1000℃、1200℃、1400℃、及び1600℃とした。図17は、本実施例において得られた、焼成温度毎の発光スペクトルを示すグラフである。図17を参照すると、Biを添加した場合であっても、240nm付近の波長を有する紫外光を試料が発光していることがわかる。また、焼成温度が高くなるほど発光強度が増大し、1600℃において最大の発光強度が得られていることがわかる。
次に、上記実施形態の第3実施例について説明する。本発明者は、液相法及び固相法のそれぞれを用いて、発光層22としての複数の試料(Sc:YPO4)を実際に作製した。
5mol%のSc:YPO4を2グラム作製するために、Sc2O3の粉末を0.038グラム、Y2O3の粉末を1.181グラム、それぞれ秤量した。これらをH3PO4(液体)中で混合して混合物を作製した。その後、電気炉にてこの混合物を加熱することにより(大気中1600℃)、焼成を行った。
5mol%のSc:YPO4を2グラム作製するために、Sc2O3の粉末を0.038グラム、Y2O3の粉末を1.181グラム、NH4H2PO4の粉末を1.266グラム、それぞれ秤量した。これらを混合して混合物を作製し、その後、電気炉にてこの混合物を加熱することにより(大気中1600℃)、焼成を行った。
Claims (9)
- 少なくともスカンジウム(Sc)が添加されているYPO4結晶を含み電子線を受けて紫外光を発生する発光部を備える、紫外光発生用ターゲット。
- 前記YPO4結晶にビスマス(Bi)が更に添加されている、請求項1に記載の紫外光発生用ターゲット。
- P及びOを除く成分に占めるScのモル組成比が0.02以上0.6以下である、請求項1または2に記載の紫外光発生用ターゲット。
- CuKα線を用いたX線回折計によって測定される前記発光部の<200>面の回折強度ピーク波形の半値幅が0.25°以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の紫外光発生用ターゲット。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の紫外光発生用ターゲットを製造する方法であって、
イットリウム(Y)の酸化物、スカンジウム(Sc)の酸化物、リン酸若しくはリン酸化合物、及び液体を含む混合物を作製する第1工程と、
前記液体を蒸発させる第2工程と、
前記混合物を焼成する第3工程と、
を含む、紫外光発生用ターゲットの製造方法。 - 前記第1工程において、ビスマス(Bi)の酸化物を更に含む前記混合物を作製する、請求項5に記載の紫外光発生用ターゲットの製造方法。
- 前記第1工程において、リン酸及びリン酸化合物を除くScの酸化物の混合割合を1.2質量%以上47.8質量%以下とする、請求項5または6に記載の紫外光発生用ターゲットの製造方法。
- 前記第3工程において、焼成温度を1050℃以上とする、請求項5〜7のいずれか一項に記載の紫外光発生用ターゲットの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の紫外光発生用ターゲットと、
前記発光部に前記電子線を照射する電子源と、
を備える、電子線励起紫外光源。
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