| 研究課題/領域番号 |
21KK0082
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
横田 有為 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60517671)
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| 研究分担者 |
豊田 智史 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (20529656)
吉野 将生 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (30789938)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 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 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | シンチレータ / 単結晶 / 共晶体 / 高融点 / ハロゲン化物 / ナノ構造化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表が独自開発した高速結晶製造技術と国際共同研究の海外連携先(チェコ物理研)が有する高度光学材料評価技術と光学メカニズム解明、若手研究者が有する放射線物理に基づいた高度デバイス設計技術を融合させることで、次世代の高度医療機器や環境測定機器に搭載される高特性シンチレータ単結晶の大規模材料探索とデバイス化を実現する。研究期間内に高融点酸化物・ハロゲン化物ナノ構造化シンチレータ結晶材料において10種類以上の新材料を発見し、その中で次世代の高度医療機器や環境測定機に繋がる高特性新規結晶材料を新たに創出する。
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| 研究成果の概要 |
高度化した融液成長技術を駆使することで、共晶点組成における自己組織化を利用した共晶体シンチレータ結晶、および高融点を有する酸化物シンチレータ結晶の材料開発を行い、新たな結晶材料を複数開発するとともに、それらの局所構造観察・組成分析・物性評価を行い、発光メカニズムを明らかにした。共晶体シンチレータ結晶に関しては、1μmを切る解像度のイメージングシステムにおけるライン撮像に成功し、高融点酸化物シンチレータでは、既存材料を大きく凌駕する9.7 g/cm3もの超高密度シンチレータ結晶を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
未探索領域であった高融点の酸化物材料のシンチレータとハロゲン化物シンチレータの共晶体結晶に関して材料探索および物性解明を行ったことで、既存材料を凌駕する高密度シンチレータを開発することができ、既存材料の代替によるPbフリー化やより効率的な高エネルギー放射線の計測が期待される。開発した共晶体ハロゲン化物シンチレータ結晶においても、その作製と評価を行い、空間分解能に優れた放射線検出器の実現に向けた材料開発を進めることができた。
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