Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
たとえば、ヨウ化物と臭化物といったように複合アニオン材料の中には、複合体のほうが発光量などが多くなるという例が報告されている。本研究では、放射線が照射されると発光するシンチレータと呼ばれる材料について、複合アニオンを合成したときに、同様の現象が起きるのかを調査して、その結果をもとにより良い材料の設計指針を見出してゆく。
本研究では、塩化物と臭化物が混合した「複合アニオン」材料をはじめとした多岐にわたる結晶光学材料を、垂直ブリッジマン法やその他の方法を用いて合成し、その発光特性を調査し、これまでに知られていない特性の有無を調査した。放射線の励起によって発光するシンチレータ材料の探索では、陰イオン（アニオン）側を単一のもの、たとえば塩化物のみとして、陽イオンを置換などしていく方針の事例が多かった。新しい視点として本研究では複合アニオンの調査を行った。高い発光量を示す無機物のシンチレータは、一般的には結晶構造とバンド構造を持ち、このバンド構造が発光特性に大きな影響を与える。通常の単一アニオンと比べて複合アニオンでは、特に価電子帯の上端の変化が見えやすいため、そこで生じる発光特性の変化を見ることは、新しい視点であり、大変興味深い。これまでに、塩化物・臭化物を中心とする多結晶、単結晶を合成し、結晶構造の解明と確認、紫外線などの励起による発光波長、励起波長スペクトル、これらの温度依存性、蛍光寿命を調べた。さらに、Ｘ線やアルファ線などの励起による発光波長、1個のガンマ線光子ないしはアルファ線粒子で励起された時の発光量や蛍光寿命についても調査した。その結果、本研究で取り扱った結晶材料のうち、系統的にアニオン比を変えて発光量などを調べたところ、発光量の極大値が特定の比率で存在するなどの効果は、現在のところ確認できないことが分かった。一方で他のチームからは、発光量が複合アニオン化で極大値を持つ事が報告されており、この差について、今後解析を引き続き解析する。本研究を通じて、多くの新規材料が開発され、結晶構造の解明、個別の発光機構の解明、放射線計測などの応用への展開がされ、若手育成、学会発表、論文化、および、プレスリリースを行うことができた。さらに新しい結晶育成法（コア・ヒーティング法）の開発もできた。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Peer Reviewed: 4 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results, Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)
Crystal Growth & Design
Volume: 21 Issue: 1 Pages: 572-578
10.1021/acs.cgd.0c01396
Optical Materials
Volume: 106 Pages: 109942-109942
10.1016/j.optmat.2020.109942
IEEE Transactions on Nuclear Science
Volume: - Issue: 6 Pages: 1055-1062
10.1109/tns.2020.2976695
Applied Physics Express
Volume: 13 Issue: 4 Pages: 47002-47002
10.35848/1882-0786/ab77f7
http://yoshikawa-lab.imr.tohoku.ac.jp/personal/kurosawa/index.html
