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多重量子井戸構造を利用した新規高性能シンチレーター材料の開発

Research Project

Project/Area Number 14658144
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionTohoku University (2003)
The University of Tokyo (2002)

Principal Investigator

浅井 圭介  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60231859)

Project Period (FY) 2002 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2002: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords多重量子井戸構造 / シンチレータ / 量子閉じ込め / シンチレーター / 励起子(エキシトン)発光 / 量子サイズ効果 / 電離放射線 / 半導体材料 / フォノン / 有機無機ハイブリッド化合物 / 核医学診断装置(PET)
Research Abstract

高速シンチレータを用いた放射線検出装置は、物理測定のみならず、医療分野における大きな需要も見込まれ、開発競争が激化している。本研究では、従来の、発光中心を用いたシンチレータではなく、量子閉じ込め構造を利用したシンチレータの開発を行っている。特に、自然量子井戸構造を形成する物質を対象とし、シンチレーション特性の解析を行うと同時に、シンチレータとして利用する場合の最適な材料形態の模索も並行して行っている。
自己組織化によって量子井戸構造を形成する、有機無機ペロブスカイト型化合物の発光時間プロファイルを、電子線ライナックを用いて測定した。測定系に真空チェンバーを導入したことにより、その中で試料を照射することにより、空気中を電子線が通過した際に放出されるチェレンコフ光の影響を除去したプロファイルの測定が可能となった。フェムト秒ストリークカメラを用いた発光プロファイルの測定では、数十psという非常に高速な発光寿命が観測された。また、光電子増倍管を用いて、より長い時間スケールでの発光時間プロファイルを測定した結果、長くても数nsの成分が存在するものの、それ以上の長寿命成分は存在しないことが明らかとなった。
また、当該物質をペレットにした試料に、陽電子線源を用いて消滅γ線を用いて、γ線エネルギースペクトルの測定を試みた。しかし、511keVに対応する光電ピークは観測されなかった。これは、シンチレーション波長が、当該物質の吸収ピークの裾にあたるため、自己吸収によって、ペレット内部での発光が外部に出てこなかったこと、あるいは、当該物質の密度が比較的小さいこと、等の原因が考えられる。

Report

(2 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All Other

All Publications (8 results)

  • [Publications] M.Koshimizu: "Measurement of the Local Temperature in an Ion Track Using Low-Dimensional Quantum Confinement Structure"Radiation Physics and Chemistry. 66. 35-38 (2003)

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  • [Publications] M.Koshimizu: "Observation of Local Heating in an Ion Track by Measuring the Ion-Induced Luminescence Spectrum"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 206. 57-60 (2003)

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  • [Publications] M.Koshimizu: "Time-resolved luminescence spectra of electron-hole plasma in ion-irradiated CdS"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 212. 376-380 (2003)

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  • [Publications] K.Shibuya, K.Asai, 他2名: "Scintillation properties of (C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4 : Exciton luminescence of an organic/inorganic multiple quantum well structure compound induced by 2.0MeV protons"Nuclear Instruments and Methods B, Beam Interactions with Materials & Atoms / Elsevier Science. Vol.194 No.2. 207-212 (2002)

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  • [Publications] M.Koshimizu, K.Asai, 他2名: "Measurement of the local temperature in an Ion track using low-dimensional quantum confinement structure"Radiation Physics and Chemistry / Elsevier Science. Vol.66 No.1. 35-38 (2002)

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  • [Publications] M.Koshimizu, K.Asai, 他2名: "Biexciton luminescence in the layered perovskite-type materials induced by high-energy ion irradiation"Nonlinear Optics / Taylor and Francis. Vol.29 No.7-9. 397-402 (2002)

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  • [Publications] K.Shibuya, K.Asai, 他2名: "Development of a novel ultra-fast scintillator with an MQW structure"Proceedings of IEEE Sensors 2002, Orland, Florida, USA / IEEE Sensors Council. Conf.1,Vol.I. 552-555 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 澁谷憲悟, 浅井圭介, 他2名: "二次元量子閉じ込め構造を利用した新規超高速シンチレーターの開発(第11回応用物理学会講演奨励賞受賞講演要旨)"放射線/応用物理学会放射線分科会. Vol.28,No.2. 218-220 (2002)

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      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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