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構造化シンチレータによる高エネルギー用高空間分解能・高感度画像検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K19066
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 応用物理工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

矢代 航  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10401233)

研究分担者 吉川 彰  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50292264)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードX線 / イメージング / シンチレータ / 高アスペクト比 / 微細加工 / 高エネルギー / 高空間分解能 / GAGG / X線 / マイクロ・ナノデバイス / シンチレーター / 検出器
研究成果の概要

高エネルギーの硬X線による高空間分解能の高感度イメージングを実現するための、構造化シンチレータの開発につながる加工技術の探索を目的とした。研究分担者らが近年開発した非常に高感度かつ高速応答性を有するシンチレータであるGAGG(Ce:Gd3Al2Ga3O12)の高アスペクト比微細加工について、①高アスペクト比マスクによるアルゴンイオンミリング、②異方性ウェットエッチング、③鋳型を利用したキャスティング、および④超遠心充填法の4通りの方法について検討を行い、④が将来最も有望であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高エネルギーX線による高空間分解能・高感度X線イメージングにより、例えば、高度な医療診断、特殊環境下の非平衡現象の学術研究、オペランド観察による製品開発が飛躍的に加速されるなど、医学、材料科学、生物学から産業応用に至る様々な分野への波及効果が期待される。しかしながら、高アスペクト比構造化シンチレータという、既存の技術では作製が困難な光学デバイスが必須であり、本研究で行った様々な検討を通して、将来に向けた研究の道筋が明らかになった。特に、超遠心充填法という新しい技術の開発につながったことで、高エネルギーX線イメージングの実現に向けた別の新たな展望も拓けた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 11件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Fabrication of X-ray absorption grating using an ultracentrifuge machine2019

    • 著者名/発表者名
      Hojo Daisuke、Kamezawa Chika、Hyodo Kazuyuki、Yashiro Wataru
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 8 ページ: 088003-088003

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab3354

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Millisecond-order X-ray phase tomography with a fringe-scanning method2018

    • 著者名/発表者名
      W. Yashiro, C. Kamezawa, D. Noda, and K. Kajiwara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 11 号: 12 ページ: 122501-122501

    • DOI

      10.7567/apex.11.122501

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放射光で「見える」世界2020

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      (一社)東北地区信用金庫協会『次世代放射光を学ぶ』セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of X-ray and neutron gratings using ultracentrifugation machine2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Chika Kamezawa, Kazuyuki Hyodo, and Daisuke Hojo
    • 学会等名
      The 5th International Conference on X-ray and Neutron Phase Imaging with Gratings (XNPIG2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮センシングによるミリ秒X線トモグラフィの開発 と将来展望2019

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      レーザー顕微鏡研究会第44回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of X-ray absorption grating using ultracetrifuge2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Chika Kamezawa, Kazuyuki Hyodo, and Daisuke Hojo
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2019 (XOPT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高度画像解析技術との融合によるX線イメージング技術のフロンティアの開拓2019

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第17回SPring-8ユーザー協同体顕微ナノ材料科学研究会・第14回日本表面科学会放射光表面科学研究部会・第3回プローブ顕微鏡研究部会合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超圧縮センシングによるミリ秒X線トモグラフィ法の開発と将来展望2019

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第5回放射光連携研究ワークショップ「先端計測とインフォマティクスによる可視化物質科学の発展」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Millisecond-order X-ray phase tomography for biomaterials with a fringe-scanning method2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Chika Kamezawa, Daiji Noda, Ryosuke Ueda, Hiroyuki Kudo, Wolfgang Voegeli, and Kentaro Kajiwara
    • 学会等名
      International Symposium on Biomedical Applications of X-ray Phase Contrast Imaging (IMXP 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 縞走査法による高空間分解能ミリ秒X線トモグラフィ2019

    • 著者名/発表者名
      矢代航、亀沢知夏、野田大二、梶原堅太郎
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Recent Advance and Future Potential in X-ray Phase-Contrast Imaging with Gratings2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14) & 26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] X線イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第2回SPring-8秋の学校
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可干渉性とイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第10回日本放射光学会放射光基礎講習会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X-ray phase-contrast imaging with gratings ― future potentials for material sciences2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro
    • 学会等名
      International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Applications (THERMEC'2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 放射光分析概要3 手法と事例紹介(X線イメージング)2018

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      ナノテクキャリアアップアライアンス第7回KEK放射光利用技術入門コース
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent advance and future potential in X-ray imaging with gratings2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro
    • 学会等名
      International Conference on X-ray optics and applications 2018 (XOPT’18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Grazing-Incidence Small-Angle X-ray Scattering Imaging using X-ray Grating Interferometry ― Toward Less Than 100 Nanometer Scale2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Kosuke Kato, Susumu Ikeda, Yasuo Wada, Yoshio Suzuki, and Akihisa Takeuchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14) & 26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子ビームイメージング技術のフロンティア開拓2018

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      極限コヒーレント光科学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 波面制御素子の製造方法2018

    • 発明者名
      矢代航、北條大介、加藤秀実
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-087478
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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