共添加による価数制御法を用いたEu:SrI2シンチレータの発光量世界記録更新

• 研究課題/領域番号: 25600130
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 吉川 彰 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50292264)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ハロゲン化物 / シンチレータ / 単結晶 / ガンマ線シンチレータ / シンチレータ単結晶

研究成果の概要

高い発光量とエネルギー分解能を有する次世代のシンチレータ単結晶としてEu:SrI2が着目されている。しかし、当該結晶中には結晶育成中に生成したヨウ素欠陥が存在していることが予想されるため、その欠陥を生成しないようにすることでより高特性化が可能になる。本研究では3価の不純物元素を添加してヨウ素欠陥の生成抑制を試みた。
La, Gd, Luを共添加したEu:SrI2の単結晶を作製し、最も多く添加されたLa共添加結晶に関してシンチレーション特性の評価を行った。共添加の結果、発光量が低下してしまったが、これは500 nm付近の発光の影響で本来必要な435 nmにおける発光量が減少したことが示唆される。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of La, Gd, or Lu Co-doping on Crystal Growth and Scintillation Properties of Eu:SrI2 Single Crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei Nishimoto, Yuui Yokota, Shunsuke Kurosawa, Jan Pejchal, Kei Kamada, Valery Chani, Akira Yoshikawa
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 401 ページ: 484-488
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.02.022
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Eu Concentration Dependence on Scintillation Properties of Eu doped SrI2 Single Crystals Grown by Modified Micro-Pulling-Down Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei Nishimoto, Yuui Yokota, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, Yutaka Fujimoto, Takahiro Kojima, Fumio Nitanda, Yasunori Furukawa, Akira Yoshikawa
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: 36 号: 12 ページ: 1946-1949
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2014.02.026
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth of Eu:SrI2 Bulk Crystals and their Scintillation Properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Shunsuke Kurosawa, Kei Nishimoto, Kei Kamada, Akira Yoshikawa
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 401 ページ: 343-346
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.02.031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Effects of codoping on Scintillation Properties of Eu:SrI2 Single Crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Nishimoto, Yuui Yokota, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, Akira Yoshikawa Yoshikawa
  • 学会等名: ICCGE-17
  • 発表場所: Warsaw, Poland
• [学会発表] Crystal Growth of Eu doped SrI2 Scintillator and their Scintillation Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Kei Nishimoto, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, Akira Yoshikawa
  • 学会等名: ISLNOM-6
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 招待講演
• [学会発表] Eu Concentration Dependence on Scintillation Properties of Eu doped SrI2 Single Crystals Grown by Modified Micro-Pulling-Down Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Nishimoto, Yuui Yokota, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, Akira Yoshikawa
  • 学会等名: ISLNOM-6
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] Scintillation Properties of rare-earth co-doped Eu:SrI2 Single Crystals Grown by the Moisture Controlled Micro-Pulling-Down Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Nishimoto, Yuui Yokota, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada and Akira Yoshikawa
  • 学会等名: 2013 IEEE NSS/MIC/RTSD
  • 発表場所: Gangnam, Seoul, Republic of Korea
• [学会発表] Recent study on scintillation materials - oxide and halide crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Yoshikawa, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, Kei Kamada, Jan Pejchal, Yasuhiro Shoji, Hisakazu Nagato, Shoki Hayasaka, Akihiro Yamaji, Akira Suzuki, Shotoro Suzuki, Mafuyu Seki, Nishimoto Kei, Tetsuo Kudo, Kosuke Hishinuma
  • 学会等名: IWIRM9
  • 発表場所: Oarai, Japan