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2010 Fiscal Year Annual Research Report

真空紫外域で発光する新機能シンチレータ結晶材料の開発

Research Project

Project/Area Number 19686001
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

吉川 彰  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50292264)

Keywords結晶工学 / 先端機能デバイス / 放射線・X線・粒子線 / 医療・福祉
Research Abstract

本研究では200nm以下の極短波長域に発光する新規VUVシンチレータの開発を中心とし、その探索合成、発光メカニズム、クエンチメカニズムの理解、更には、高品質バルク単結晶および形状制御単結晶作製技術の確立までを研究開発対象としている。本年度は、新規真空紫外シンチレータの探索を行いながらも、最終年度であるので、(1)開発した200mm以下の極短波長域に発光する新規VUVシンチレータの高品質バルク単結晶および形状制御単結晶作製技術の確立、(2)(1)を次世代ガスカウンタと接合し、放射線励起によるシグナルの確認試験、(3)放射線2次元イメージの取得に注力し研究を進めた。
昨年度に引き続きNd:LuLiF_4のCz法により高品質バルク単結晶育成技術を確実なものとすると共に、溶液成長法により融液成長が不可能とされてきたNd:LuF_3の大型単結晶を作製に成功し、2,000ph/MeVと他と比較して遥かに高い発光量を実現した。また、作製したバルク結晶から切り出したサンプルとガスカウンタと接合し、α線励起によるシグナルを確認した。また、X線においてもシグナル及び二次元イメージの取得に成功した。ガス検出器の反射材の変更、新規真空紫外シンチレータの開発等に研究開発を進め、当初開発したNd:LaF3結晶より検出効率が、Nd:LuLiF_4およびNd:LuF_3結晶それぞれにおいて、同サイズのときには2.4倍および23倍と向上した。
今年度の開発においては、新規材料である、Nd添加LuF3結晶シンチレータが最も良い特性を示した。当該組成でもってチョクラルスキー法、TSSG法による大型化、高品質化を達成し、最終的に実際にこれらの真空紫外発光シンチレータをガス検出器と組み合わせてイメージング検出にも成功した。

  • Research Products

    (26 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (13 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (5 results)

  • [Journal Article] Scintillation properties of Nd:(Na0.5-x Lu0.5+x) F2+2x and its Comparison with Nd:CaF2 and NdF32011

    • Author(s)
      Y.Furuya, H.Tanaka, K.Fukuda, N.Kawaguchi, Y.Yokota, T.Yanagida, K.Kamada, M.Nikl, A.Yoshikawa
    • Journal Title

      Phys.Status.Solidi (c)

      Volume: 248 Pages: 136-139

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth and luminescence properties of Eu-doped (Na0.425-xLu0.575+x)F2.15+2x single crystals2011

    • Author(s)
      Y.Furuya, H.Tanaka, K.Fukuda, N.Kawaguchi, Y.Yokota, T.Yanagida, V.Chani, A.Yoshikawa
    • Journal Title

      J.Cryst.Growth

      Volume: 318 Pages: 549-552

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scintillation properties of (Na0.425Lu0.575-xNdx)F2.15 and its comparison with (Ca1-xNdx)F2+x and NdF32011

    • Author(s)
      Y.Furuya, H.Tanaka, K.Fukuda, N.Kawaguchi, Y.Yokota, T.Yanagida, J.Pejchal, V.Chani, M.Nikl, A.Yoshikawa
    • Journal Title

      Physica status solidi.(c)

      Volume: 8 Pages: 136-139

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal growth and optical properties of the Nd^<3+> doped LuF_3 single crystals2010

    • Author(s)
      K.Fukuda, S.Ishizu, N.kawaguchi, T.Nagami, T.Suyama, T.Yanagida, Y.Yokota, M.Nikl, A.Yoshikawa
    • Journal Title

      Opt.Mater.

      Volume: 33 Pages: 1143-1146

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nd concentration dependence on the optical and scintillation properties of Nd doped BaF22010

    • Author(s)
      N.Kawaguchi, T.Yanagida, Y.Futami, K.Fukuda, T.Suyama, Y.Yokota, A.Yoshikawa
    • Journal Title

      Opt.Mater.

      Volume: 32 Pages: 1325-1328

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] VUV-UV-visible luminescence of Nd3+, Er3+ and Tm3+ in LiLuF4 single crystal host2010

    • Author(s)
      J.Martincik, M.Nikl, S.Ishizu, K.Fukuda, T.Suyama, A.Beitlerova, K.Polak, V.Babin, A.Yoshikawa
    • Journal Title

      Rad.Meas.

      Volume: 45 Pages: 403-405

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal growth and scintillation characteristics of the Nd3+ doped LaF3 single crystal2010

    • Author(s)
      K.Fukuda, N.Kawaguchi, S.Ishizu, T.Yanagida, T.Suyama, M.Nikl, A.Yoshikawa
    • Journal Title

      Opt.Mater.

      Volume: 32 Pages: 1142-1145

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Luminescence of modified BaYF:Nd VUV single crystal scintillator2010

    • Author(s)
      J.Pejchal, K.Fukuda, M.Nikl, Y.Yokota, T.Yanagida, N.Kawaguchi, A.Yoshikawa
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] Nd添加CaF2単結晶の結晶性とVUV領域におけるシンチレーション特性及び光学特性との相関2010

    • Author(s)
      田中秀彦, 古谷優貴, 杉山誠, 藤本裕, 河口範明, 横田有為, 柳田健之, 吉川彰, 川添良幸
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] KLiYF5,KLiLuF5およびNd添加KLiLuF5の作製と真空紫外領域におけるシンチレーション特性評価2010

    • Author(s)
      古谷優貴, 田中秀彦, 河口範明, 福田健太郎, 横田有為, 柳田健之, 杉山和正, 吉川彰
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] Nd:LuF3の単結晶成長とその光学特性2010

    • Author(s)
      吉川彰, 横田有為, 柳田健之, 福田健太郎, 河口範明, 石津澄人, 須山敏尚
    • Organizer
      第5回日本フラックス成長研究発表会
    • Place of Presentation
      長野
    • Year and Date
      2010-12-03
  • [Presentation] Development of new efficient VUV Scintillators2010

    • Author(s)
      Y.Furuya, N.Abe, H.Tanaka, K.Fukuda, S.Ishizu, N.Kawaguchi, Y.Fujimoto, Y.Yokota, T.Yanagida, H.Kubo, T.Tanimori, H.Sekiya, M.Nikl, A.Yoshikawa
    • Organizer
      The 6th International Workshop on Indivisual Monitoring of Ionizing Radiation
    • Place of Presentation
      大洗
    • Year and Date
      2010-11-29
  • [Presentation] KMgF3薄膜を用いた電界放出型真空紫外発光素子2010

    • Author(s)
      上坂浩司, 益川陽平, ザムリユソプ, 市川洋, 種村眞幸, 小野晋吾, 河口範明, 長見知史, 石津澄人, 福田健太郎, 須山敏尚, 横田有為, 柳田健之, 吉川彰
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] パルスレーザー堆積法により作製したフッ化物薄膜の光伝導特性評価と真空紫外線センサ応用2010

    • Author(s)
      田端一善, 小野晋吾, 市川洋, 河口範明, 福田健太郎, 須山敏尚, 横田有為, 柳田健之, 吉川彰
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Nd添加KLiLuF5単結晶の作製と光学特性評価2010

    • Author(s)
      古谷優貴, 田中秀彦, 河口範明, 柳田健之, 横田有為, 杉山和正, 吉川彰
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] チョクラルスキー法を用いたVUVシンチレータ用Nd添加CaF2単結晶の作製2010

    • Author(s)
      田中秀彦, 古谷優貴, 河口範明, 横田有為, 柳田健之, 川添良幸, 吉川彰
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] GEM/uPICを用いた真空紫外イメージング検出器IV2010

    • Author(s)
      谷上幸次郎、黒澤俊介、窪秀利、谷森達、関谷洋之、柳田健之、横田有為、吉川彰、福田健太郎、石津澄人、河口範明、須山敏尚
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2010-09-11
  • [Presentation] Growth and luminescence properties of Nd doped (Na0.5-xLu0.5+x)F2+2x single crystal2010

    • Author(s)
      Y.Furuya, H.Tanaka, K.Fukuda, N.Kawaguchi, Y.Yokota, T.Yanagida, M.Nikl, A.Yoshikawa
    • Organizer
      The 16th International Conference on Crystal Growth (ICCG-16)
    • Place of Presentation
      北京、中国
    • Year and Date
      2010-08-12
  • [Presentation] VUV-UV-VISIBLE LUMINESCENCE of Nd3+, Er3+ and Tm3+ in LiLuF4 SINGLE CRYSTAL HOST2010

    • Author(s)
      J.Martincik, M.Nikl, S.Ishizu, K.Fukuda, A.Beitlerova, K.Polak, A.Yoshikawa
    • Organizer
      Europhysical Conference on Defects in Insulating Materials (EURODIM 2010)
    • Place of Presentation
      Pecs, Hungary
    • Year and Date
      2010-07-15
  • [Presentation] Scintillation properties of Nd:(Na0.5-x Lu0.5+x) F2+2x and its Comparison with Nd:CaF2 and NdF32010

    • Author(s)
      Yuki Furuya, Hidehiko Tanaka, Kentaro Fukuda, Noriaki Kawaguchi, Yuui Yokota, Takayuki Yanagida, Kei Kamada, Martin Nikl, Akira Yoshikawa
    • Organizer
      The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Year and Date
      2010-07-13
  • [Remarks]

    • URL

      http://yoshikawa-lab.imr.tohoku.ac.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] フッ化物単結晶、真空紫外発光素子及びシンチレーター2010

    • Inventor(s)
      福田健太郎、石津澄人、河口範明、吉川彰、ヤンペジャール、柳田健之、横田有為
    • Industrial Property Rights Holder
      トクヤマ、東北大学
    • Industrial Property Number
      特願2010-276109
    • Filing Date
      2010-12-13
  • [Patent(Industrial Property Rights)] フッ化物単結晶、シンチレーター及びフッ化物単結晶の製造方法2010

    • Inventor(s)
      吉川彰、柳田健之、藤本裕、福田健太郎、河口範明、須山敏尚
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学、トクヤマ
    • Industrial Property Number
      特願2010-207696
    • Filing Date
      2010-09-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] フッ化物結晶、放射線検出用シンチレーター及び放専線検出器2010

    • Inventor(s)
      吉川彰、柳田健之、藤本裕、福田健太郎、河口範明、須山敏尚
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学、トクヤマ
    • Industrial Property Number
      特願2010-191462
    • Filing Date
      2010-08-27
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金属フッ化物結晶及び発光素子2010

    • Inventor(s)
      吉川彰、柳田健之、藤本裕、古谷優貴、福田健太郎、河口範明、須山敏尚、渡辺賢一
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学、トクヤマ、名古屋大学
    • Industrial Property Number
      特願2010-246711
    • Filing Date
      2010-11-12
  • [Patent(Industrial Property Rights)] フッ化物単結晶、真空紫外発光素子及びシンチレータ2010

    • Inventor(s)
      吉川彰、柳田健之、横田有為、福田健太郎、石津澄人、河口範明、須山敏尚
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学、トクヤマ
    • Industrial Property Number
      特願2010-276109
    • Filing Date
      2010-12-10

URL: 

Published: 2013-06-26  

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