2020 Fiscal Year Annual Research Report
Srudy on Mixed Anion Compounds Scintillator
Publicly Offered Research
| Project Area | Synthesis of Mixed Anion Compounds toward Novel Functionalities |
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| Project/Area Number |
19H04684
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
黒澤 俊介 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (80613637)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 複合アニオン / ハロゲン化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Synthesis of transparent CaHfO3 crystals by the CH method and its optical properties2020
Author(s)
Yutaro Kurashima, Shunsuke Kurosawa, Rikito Murakami, Akihiro Yamaji, Kei Kamada, Masao Yoshino, Satoshi Toyoda, Hiroki Sato, Yuui Yokota, Yuji Ohashi, Takashi Hanada, Akira Yoshikawa
Organizer
2020 International Conference on Solid State Devices and Materials (52nd)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Evaluation of defect sites for Gd3(Ga,Al)5O12 Based Transparent Ceramics Prepared by the Spark Plasma Sintering Process2020
Author(s)
S. Kurosawa, H. Sone, H. Ujiie, Y. Kurashima, A. Yamaji, K. Kamada, M. Yoshino, S. Toyoda, H. Sato, Y. Yokota, Y. Ohashi, A. Yoshikawa
Organizer
20th International Conference on Defects in Insulating Materials (ICDIM2020)
Int'l Joint Research
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