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Development of new high resolution X-ray detection material using valence change of rare earth ions

Research Project

Project/Area Number 16K05955
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Device related chemistry
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

Koji Maeda  宮崎大学, 工学部, 教授 (50219268)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 秀俊  宮崎大学, 工学部, 准教授 (00387854)
境 健太郎  宮崎大学, 産学・地域連携センター, 准教授 (20336291)
Project Period (FY) 2016-10-21 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsラジオフォトルミネッセンス / X線検出 / 希土類 / ホウリン酸塩 / 価数変化 / 蛍光体 / サマリウム / フォトルミネッセンス / X線励起 / X線照射 / イオン価数変化 / 硫酸バリウム / X線ルミネッセンス / ルミネッセンス / X線 / センサー
Outline of Final Research Achievements

Focusing on the valence change phenomena of ions due to X-ray and radiation irradiation, we developed the material for high sensitivity X-ray detection by photoluminescence (PL) measurement using the difference luminescence wave length of both before and after irradiated ions. A borophosphate compounds added samarium (Sm) were prepared. By the X-ray irradiation, part of the Sm3+ ions valence changed to Sm2+. The relationship between the PL intensity of Sm2 + and the X-ray irradiation time was saturated in long-time irradiation. We found an empirical rule to express these relationships. In the case of Sr1-xBPO5 which was the strongest PL intensity in our samples, the saturation strength of PL intensity became stronger at x = 0.05. By reducing the amount of Sr, it is thought that the saturated PL intensity increased because the ratio of Sm ions occupying the Sr site increased.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

X線や放射線を用いた検査は透過力が大きいことから医療や安全チェックなどの分野で最近急速に普及している。安価で高感度、高分解能の検出器が求められている。本研究は、イオンの価数変化を利用してX線などを検出(RPL現象)するという新しい手法を試み、まだあまり開発されていない価数変化材料を比較した。また、単に材料の比較だけでなく、材料のRPL現象を簡単に比較できる経験式を見出した点が学術的、社会的な意義が大きい。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] 固相反応法によって作製したX線硫黄を添加したアルミン酸ストロンチウム蛍光体の応力発光特性2017

    • Author(s)
      蛯原正裕,小牧修也,横山宏有,境健太郎,前田幸治
    • Journal Title

      宮崎大学工学部紀要

      Volume: 46 Pages: 101-104

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] ユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウムの組成変化と 酸化物添加による発光特性2017

    • Author(s)
      木津駿斗,前田幸治,横山宏有,境健太郎
    • Journal Title

      宮崎大学工学部紀要

      Volume: 46 Pages: 105-108

    • NAID

      120007120959

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] X 線照射したサマリウム添加ストロンチウムホウリン酸蛍光体の発光特性2019

    • Author(s)
      尾前翔太、前田幸治、横山宏有、境健太郎
    • Organizer
      2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 不純物を添加したアルミン酸ストロンチウム蛍光体の応力発光強度とトラップ準位の関係2018

    • Author(s)
      松本 知真、小牧 修也、平川 大樹、前田 幸治、横山 宏有、境 健太郎
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 硫黄を添加したSrAl2O4蛍光体の応力発光特性2017

    • Author(s)
      前田幸治、蛯原正裕、小牧修也、境健太郎、横山宏有、岡田豪、柳田健之
    • Organizer
      第64回応用物理学会春学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 希土類添加硫酸バリウムにおけるX線照射による希土類の価数変化2017

    • Author(s)
      前田幸治、久米田朋晃、境健太郎、横山宏有
    • Organizer
      第64回応用物理学会春学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ホウリン酸塩蛍光体へのX線照射によるサマリウムイオンの価数変化2017

    • Author(s)
      前田幸治 、有村啓太 、尾前翔太 、境健太郎 、横山宏有
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 希土類を共添加したアルミン酸ストロンチウムの応力及び 光励起発光特性のフッ素添加効果2017

    • Author(s)
      小牧修也, 境健太郎, 横山宏有, 前田幸治
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] X 線照射したストロンチウムホウリン酸塩中のサマリウムイオンの価数変化2017

    • Author(s)
      尾前翔太1、前田幸治1、有村啓太1、境健太郎2、横山宏有
    • Organizer
      2017年度 応用物理学会九州支部学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 希土類を共添加したアルミン酸ストロンチウムの応力及び残光発光特性のフッ素添加効果2017

    • Author(s)
      小牧修也, 境健太郎, 横山宏有, 前田幸治
    • Organizer
      2017年度 応用物理学会九州支部学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 希土類を共添加したアルミン酸ストロンチウムの応力及び光励起発光特性のフッ素添加効果2016

    • Author(s)
      小牧修也, 蛯原正裕,境健太郎, 横山宏有, 前田幸治
    • Organizer
      第57回ガラスおよびフォトニックス材料討論会
    • Place of Presentation
      京都大学 国際科学イノベーション棟(京都府)
    • Year and Date
      2016-11-13
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Sr欠陥を導入したユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウムの光励起および応力による発光特性の評価2016

    • Author(s)
      木津 駿斗,横山 宏有,前田 幸治,境 健太郎
    • Organizer
      第57回ガラスおよびフォトニックス材料討論会
    • Place of Presentation
      京都大学 国際科学イノベーション棟(京都府)
    • Year and Date
      2016-11-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-10-24   Modified: 2020-03-30  

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