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希土類の価数変化を利用した新しいタイプの高分解能X線検出材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05955
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 デバイス関連化学
研究機関宮崎大学

研究代表者

前田 幸治  宮崎大学, 工学部, 教授 (50219268)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード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
研究成果の概要

X線や放射線照射によるイオンの価数変化に注目し、フォトルミネッセンス(PL)測定により高感度なX線検出を目的とした材料の開発を行った。サマリウム(Sm)を添加したさまざなホウリン酸塩化合物を作製した。X線照射によって、Sm3+イオンの一部がSm2+に価数変化した。Sm2+のPL強度とX線照射時間の関係は長時間照射において飽和した。これらの関係を表す経験式を考案した。強度の最も強かったSrBPO5のSrの量を減らしたSr1-xBPO5において、x=0.05の時に飽和強度はさらに強くなった。Sr量を減らすことで、SmがSrサイトを占める割合が増加したため、飽和発光強度が増加したと思われる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      蛯原正裕,小牧修也,横山宏有,境健太郎,前田幸治
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 46 ページ: 101-104

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      木津駿斗,前田幸治,横山宏有,境健太郎
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 46 ページ: 105-108

    • NAID

      120007120959

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      尾前翔太、前田幸治、横山宏有、境健太郎
    • 学会等名
      2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      松本 知真、小牧 修也、平川 大樹、前田 幸治、横山 宏有、境 健太郎
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 硫黄を添加したSrAl2O4蛍光体の応力発光特性2017

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      前田幸治、久米田朋晃、境健太郎、横山宏有
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      前田幸治 、有村啓太 、尾前翔太 、境健太郎 、横山宏有
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      小牧修也, 境健太郎, 横山宏有, 前田幸治
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      尾前翔太1、前田幸治1、有村啓太1、境健太郎2、横山宏有
    • 学会等名
      2017年度 応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      小牧修也, 境健太郎, 横山宏有, 前田幸治
    • 学会等名
      2017年度 応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      小牧修也, 蛯原正裕,境健太郎, 横山宏有, 前田幸治
    • 学会等名
      第57回ガラスおよびフォトニックス材料討論会
    • 発表場所
      京都大学 国際科学イノベーション棟(京都府)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      木津 駿斗,横山 宏有,前田 幸治,境 健太郎
    • 学会等名
      第57回ガラスおよびフォトニックス材料討論会
    • 発表場所
      京都大学 国際科学イノベーション棟(京都府)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2020-03-30  

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