| 研究課題/領域番号 |
21H03733
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
河野 直樹 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (60800886)
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| 研究分担者 |
篠崎 健二 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (10723489)
柳田 健之 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20517669)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 励起子 / シンチレータ / 量子井戸 / ガラス / 有機無機ハイブリッド / 有機無機ペロブスカイト型化合物 / ドシメータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、有機無機ペロブスカイト型化合物と多孔質ガラスの複合材料を開発する。有機無機ペロブスカイト型化合物の優れた発光特性とガラスの利点を活かすことで、大容量で成形加工の容易な新規蛍光体材料が作製できると期待される。蛍光体材料の中でも、放射線を低エネルギー光子に変換するシンチレータは、医療機器やセキュリティ機器など様々な用途で用いられている。本研究では、様々な当該複合材料を作製し、光物性や放射線応答性を評価することで、新たなシンチレータ材料を開発する。
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| 研究成果の概要 |
シンチレータとは放射線を低エネルギー光子に変換する蛍光体材料であり、高エネルギー物理学など様々な分野で利用されている。本研究では、大容量で高速応答性を有するシンチレータの開発に向けて、有機無機ペロブスカイト型化合物を多孔質ガラスに導入した複合材料を作製し、その光物性および放射線応答性を調べた。３次元構造を有する当該化合物を多孔質ガラスに導入した複合材料の光物性評価の結果、量子サイズ効果由来と示唆される励起子特性変化を観測できた。さらに、多種多様な当該化合物を多孔質ガラスに導入した複合材料を作製した結果、比較的透明性のある複合材料が作製でき、さらに自由励起子由来の発光を複合材料から観測できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子ナノ構造を有する材料は、独特な光学特性を示すことがこれまでの研究で報告されているが、大容量の材料を作製することが困難であった。今回、有機ペロブスカイト型化合物と多孔質ガラスの複合材料を作製し、その発光特性を評価した。その結果、当該材料から量子サイズ効果を受けた励起子の発光を観測できた。当該材料は大容量高速応答シンチレータとして、医療機器や高エネルギー物理学での分光測定などに応用できる可能性がある。さらに、多孔質ガラスに3次元有機ペロブスカイト型化合物を導入した材料の光物性評価の結果、多孔質ガラスのナノサイズの孔に起因すると示唆される励起子特性変化を観測することができた。
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