JP2012036230A - Phosphor and electromagnetic radiation detector - Google Patents

Phosphor and electromagnetic radiation detector Download PDF

Info

Publication number
JP2012036230A
JP2012036230A JP2010174525A JP2010174525A JP2012036230A JP 2012036230 A JP2012036230 A JP 2012036230A JP 2010174525 A JP2010174525 A JP 2010174525A JP 2010174525 A JP2010174525 A JP 2010174525A JP 2012036230 A JP2012036230 A JP 2012036230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
light
experimental example
phosphor
experimental
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010174525A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Maeda
幸治 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Miyazaki NUC
Original Assignee
University of Miyazaki NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Miyazaki NUC filed Critical University of Miyazaki NUC
Priority to JP2010174525A priority Critical patent/JP2012036230A/en
Publication of JP2012036230A publication Critical patent/JP2012036230A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phosphor which emits a red light when an electromagnetic radiation such as an X-ray passes.SOLUTION: The phosphor (4), in which a guest substance that converts the energy of an electron of an excited host substance into luminescence is added to the host substance excited when an electromagnetic wave (2a) passes, includes the host substance that contains at least sulfur, barium, and gallium, and the guest substance that contains at least samarium and converts the energy of the electron into red luminescence.

Description

本発明は、蛍光体および電磁波検出装置に関する。   The present invention relates to a phosphor and an electromagnetic wave detection device.

医療用の診断装置や非破壊検査機器、空港等における保安検査装置等において、X線等の電磁波を使用した構成が広く採用されている。X線等の不可視の電磁波を可視化して検出するために使用されるシンチレータとして、以下の特許文献1、2に記載の技術が公知である。
特許文献1としての特開2007−248283号公報には、X線等の電磁波を可視化する材料の一例として、代表的なGdS:Tb(通称「GOS」、Tbドープのガドリニウムオキサルファイド)やCaWO(通称「CWO」)が記載されている。
特許文献2としての特開2001−59899号公報には、シンチレータの材料として、ヨウ化セシウム(CsI)にタリウム(Tl)が添加(ドープ)されたシンチレータ材料(CsI:Tl)が記載されている。
2. Description of the Related Art Configurations using electromagnetic waves such as X-rays are widely adopted in medical diagnostic devices, non-destructive inspection devices, security inspection devices in airports, and the like. As scintillators used for visualizing and detecting invisible electromagnetic waves such as X-rays, techniques described in the following Patent Documents 1 and 2 are known.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-248283 as Patent Document 1 discloses a typical Gd 2 O 2 S: Tb (commonly referred to as “GOS”, Tb-doped gadolinium oxalide as an example of a material for visualizing electromagnetic waves such as X-rays. ) And CaWO 4 (commonly called “CWO”).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-59899 as Patent Document 2 describes a scintillator material (CsI: Tl) in which thallium (Tl) is added (doped) to cesium iodide (CsI) as a scintillator material. .

特開2007−248283号公報(「0030」)JP 2007-248283 A (“0030”) 特開2001−59899号公報(請求項4)JP 2001-59899 A (Claim 4)

(従来技術の問題点)
特許文献1、2に記載されたシンチレータ材料では、X線が通過した場合に、GOSは緑色(ピーク発光波長が550nm程度)、CWOは青色(ピーク発光波長が425nm程度)、CsI:Tlは黄緑色(ピーク発光波長が570nm)の発光となる。
これらに対して、光検出器として広く使用されているCCD(Charge Coupled Devices:電荷結合素子)等では、検出部にSiが使用され、受光ピークが700nm〜800nmとなっており、赤色の光に対する受光感度が高くなっている。すなわち、従来から広く使用されているシンチレータ材料では、半導体検出器を使用した場合に、感度特性に対してずれがあり、高感度化に限界があるという問題があった。また、各波長に適した検出器を使用しようとすると、検出器を特別注文(最適化)する必要があり、費用が高騰する問題があった。
(Problems of conventional technology)
In the scintillator materials described in Patent Documents 1 and 2, when X-rays pass, GOS is green (peak emission wavelength is about 550 nm), CWO is blue (peak emission wavelength is about 425 nm), and CsI: Tl is yellow The emission is green (peak emission wavelength is 570 nm).
On the other hand, in CCDs (Charge Coupled Devices) and the like that are widely used as photodetectors, Si is used for the detection section, and the light receiving peak is 700 nm to 800 nm, so that red light is not affected. The light sensitivity is high. That is, the scintillator material that has been widely used conventionally has a problem in that there is a shift in sensitivity characteristics when a semiconductor detector is used, and there is a limit to high sensitivity. Further, when trying to use a detector suitable for each wavelength, it is necessary to make a special order (optimization) of the detector, and there is a problem that the cost increases.

本発明は、X線等の電磁波が通過する場合に赤色発光する蛍光体を提供することを技術的課題とする。   An object of the present invention is to provide a phosphor that emits red light when electromagnetic waves such as X-rays pass through.

前記技術的課題を解決するために、請求項1に記載の発明の蛍光体は、
電磁波が通過する場合に励起されるホスト物質に、励起されたホスト物質の電子のエネルギーを発光に変換するゲスト物質が添加された蛍光体であって、
硫黄、バリウムおよびガリウムを少なくとも含む前記ホスト物質と、
サマリウムを少なくとも含み、前記電子のエネルギーを赤色発光に変換する前記ゲスト物質と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the technical problem, the phosphor according to claim 1 comprises:
A phosphor in which a guest substance that converts the energy of electrons in the excited host substance into light emission is added to the host substance that is excited when electromagnetic waves pass through it.
The host material comprising at least sulfur, barium and gallium;
The guest material containing at least samarium and converting the energy of the electrons into red light emission; and
It is provided with.

前記技術的課題を解決するために、請求項2に記載の発明の電磁波検出器は、
請求項1に記載の蛍光体により構成されたシンチレータと、
前記シンチレータからの赤色発光を検出する半導体検出器と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the technical problem, the electromagnetic wave detector of the invention according to claim 2,
A scintillator comprising the phosphor according to claim 1;
A semiconductor detector for detecting red light emission from the scintillator;
It is provided with.

請求項1、2に記載の発明によれば、X線等の電磁波が照射された場合に、可視光である赤色発光する蛍光体を提供することができる。   According to the first and second aspects of the invention, it is possible to provide a phosphor that emits red light that is visible light when an electromagnetic wave such as X-rays is irradiated.

図1は実施例1のX線検査装置の概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the X-ray inspection apparatus according to the first embodiment. 図2はシンチレータ材料の作成方法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for producing a scintillator material. 図3は実験例および比較例の組成を示す説明図であり、実験例および比較例のホスト物質の元素量を示す表である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the compositions of the experimental example and the comparative example, and is a table showing the element amounts of the host materials of the experimental example and the comparative example. 図4は実験例の吸収係数の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に透過率を取ったグラフである。FIG. 4 is an explanatory diagram of the measurement result of the absorption coefficient of the experimental example, and is a graph in which the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents transmittance. 図5は波長960nmにおける吸収係数のサマリウム濃度依存性の説明図であり、横軸にサマリウムの濃度を取り、縦軸に吸収係数を取ったグラフである。FIG. 5 is an explanatory diagram of the dependency of the absorption coefficient at a wavelength of 960 nm on the samarium concentration. The horizontal axis represents the samarium concentration and the vertical axis represents the absorption coefficient. 図6はPL測定の実験で使用した装置の概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of the apparatus used in the PL measurement experiment. 図7は実験例および比較例のPL発光の測定結果の説明図であり、横軸にサンプルを取り、縦軸にPL発光の強度を取った片対数グラフである。FIG. 7 is an explanatory diagram of the PL emission measurement results of the experimental example and the comparative example, and is a semilogarithmic graph in which a sample is taken on the horizontal axis and the intensity of PL emission is taken on the vertical axis. 図8は実験例1に波長405nm励起光を照射した場合のPLスペクトルの測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に強度を取ったグラフである。FIG. 8 is an explanatory diagram of a PL spectrum measurement result when the experimental example 1 is irradiated with excitation light having a wavelength of 405 nm, and is a graph in which the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the intensity. 図9は実施例1のX線励起発光の測定装置の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an X-ray excitation luminescence measuring apparatus according to the first embodiment. 図10は実験例1のX線励起発光の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸にXL強度を取ったグラフである。FIG. 10 is an explanatory diagram of the measurement result of X-ray excitation luminescence of Experimental Example 1, and is a graph in which the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents XL intensity. 図11は実験例1のX線励起発光の高感度カメラにより撮影された画像の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of an image taken by the X-ray excited luminescence high sensitivity camera of Experimental Example 1. 図12は実験例1のX線励起発光をカメラで撮影した写真の説明図であり、図12AはX線が照射された状態の全体の写真、図12Bは図12Aにおける蛍光体部分の写真、図12CはX線の照射が行われていない状態の蛍光体部分の写真である。12 is an explanatory diagram of a photograph of the X-ray excitation light emission of Experimental Example 1 taken with a camera, FIG. 12A is a photograph of the entire state irradiated with X-rays, FIG. 12B is a photograph of the phosphor portion in FIG. 12A, FIG. 12C is a photograph of the phosphor portion in a state where X-ray irradiation is not performed. 図13は実験例1のX線回折図であり、横軸に回折角2θをとり縦軸に強度を取ったグラフである。FIG. 13 is an X-ray diffraction diagram of Experimental Example 1, which is a graph with the diffraction angle 2θ on the horizontal axis and the intensity on the vertical axis.

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例である実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
Next, examples which are specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples.
In the following description using the drawings, illustrations other than members necessary for the description are omitted as appropriate for easy understanding.

図1は実施例1のX線検査装置の概略説明図である。
図1において、本発明の電磁波検出器の一例としての実施例1のX線検査装置1は、電磁波源の一例として、X線2aを照射するX線源2を有する。前記X線源2からのX線2aは、検査対象の物体である被検査体3に照射され、被検査体3を透過したX線が、蛍光体の一例としてのシンチレータ4に到達する。シンチレータ4に到達したX線2aによりシンチレータ4で発生する可視光4aは、撮像装置の一例であって半導体検出器の一例として、Siが使用されたCCDカメラ6で撮像される。CCDカメラ6には、画像処理装置の一例としてのコンピュータ7が接続されており、コンピュータ7によりCCDカメラ6で撮像された画像の処理が行われ、撮像された画像が表示器の一例としてのディスプレイ7aに表示される。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the X-ray inspection apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 1, the X-ray inspection apparatus 1 of Example 1 as an example of the electromagnetic wave detector of this invention has the X-ray source 2 which irradiates X-ray 2a as an example of an electromagnetic wave source. The X-ray 2a from the X-ray source 2 is irradiated to the inspection object 3 which is an object to be inspected, and the X-ray transmitted through the inspection object 3 reaches a scintillator 4 as an example of a phosphor. Visible light 4a generated in the scintillator 4 by the X-rays 2a reaching the scintillator 4 is imaged by a CCD camera 6 using Si as an example of an imaging device and an example of a semiconductor detector. A computer 7 as an example of an image processing apparatus is connected to the CCD camera 6, an image captured by the CCD camera 6 is processed by the computer 7, and the captured image is displayed as an example of a display. 7a.

(シンチレータの説明)
実施例1のシンチレータ4は、X線が通過する場合に励起されるホスト物資に、励起されたホスト物質の電子のエネルギーを発光に変換するゲスト物質が添加された材料により構成されており、ホスト物質として、硫黄(S)、バリウム(Ba)およびガリウム(Ga)を少なくとも含み、ゲスト物質として、赤色発光するサマリウム(Sm)を少なくとも含む。このようなシンチレータ4の材料の一例として、実施例1では、化学式:Ga−BaS:Sm、すなわち、硫化サマリウムが添加(ドープ)された硫化ガリウム−硫化バリウムの多結晶体を好適に使用可能である。
(Description of scintillator)
The scintillator 4 of Example 1 is composed of a material obtained by adding a host substance that is excited when X-rays pass to a guest substance that converts the electron energy of the excited host substance into light emission. The substance includes at least sulfur (S), barium (Ba), and gallium (Ga), and the guest substance includes at least samarium (Sm) that emits red light. As an example of the material of such a scintillator 4, in Example 1, the chemical formula: Ga 2 S 3 —BaS: Sm 2 S 3 , that is, a gallium sulfide-barium sulfide polycrystal added with (doped) samarium sulfide Can be suitably used.

(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1のX線検査装置1では、被検査体3を通過したX線がシンチレータ4を通過する際に、赤色発光する。したがって、X線に対して青色や緑色の発光をするシンチレータに比べて、赤色光に高い感度を有する半導体検出器であるCCDカメラ6と感度特性が良く合っており、高感度化することが可能になる。よって、X線を高感度で検出することが可能になると共に、比較的低価格なCCDカメラ6を使用して感度を向上させることができる。
(Operation of Example 1)
In the X-ray inspection apparatus 1 according to the first embodiment having the above-described configuration, red light is emitted when X-rays that have passed through the inspection object 3 pass through the scintillator 4. Therefore, compared with a scintillator that emits blue or green light with respect to X-rays, the sensitivity characteristics of the CCD camera 6 which is a semiconductor detector having high sensitivity to red light are well matched, and high sensitivity can be achieved. become. Therefore, X-rays can be detected with high sensitivity, and sensitivity can be improved by using a relatively inexpensive CCD camera 6.

(実験例)
次に、本願発明のシンチレータ4の機能を検証するための実験を行った。
(Experimental example)
Next, an experiment for verifying the function of the scintillator 4 of the present invention was performed.

(シンチレータ材料の作成方法)
図2はシンチレータ材料の作成方法の説明図である。
図2において、実験例および比較例のシンチレータ材料のサンプルを作製する際に、内径10mmの石英ガラスアンプル11を使用した。
なお、実験例では、硫黄(S)を使用し、硫黄を主成分とするサンプルは昇温中に破裂する恐れがあるために、石英ガラスアンプル11の内部にカーボンコートを行った。すなわち、アンプル11中にアセトンを流し込み、高温で加熱することによって、シリコンカーバイド系の非常に薄い膜をアンプル11内に形成する。カーボンコートをすることによって、アンプル11の強度を上げ、破裂を避けることが可能である。なお、アンプル11内に残留する炭素は少量であり、カルコゲン元素(S、Se、Te等)と反応しないため、作製されるサンプル(シンチレータ材料)には影響が無いと考えられる。
(How to make scintillator materials)
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for producing a scintillator material.
In FIG. 2, a quartz glass ampoule 11 having an inner diameter of 10 mm was used when preparing samples of the scintillator material of the experimental example and the comparative example.
In the experimental example, sulfur (S) was used, and the sample containing sulfur as a main component was likely to burst during the temperature rise, so that the quartz glass ampoule 11 was coated with carbon. That is, by pouring acetone into the ampule 11 and heating at a high temperature, a very thin silicon carbide film is formed in the ampule 11. By applying the carbon coat, it is possible to increase the strength of the ampoule 11 and avoid rupture. Note that the amount of carbon remaining in the ampoule 11 is small and does not react with chalcogen elements (S, Se, Te, etc.), so that it is considered that there is no effect on the sample (scintillator material) to be produced.

なお、実験例では、アンプル11内にカーボンコートを行う前に、石英ガラスアンプル11内を、有機溶媒およびフッ化水素を用いて洗浄した。そして、洗浄後にカーボンコートされたアンプル11内に原料を秤量し、原料が溶解中に酸化すること等を防ぐために、アンプル11を真空封入する。なお、実験例では、作製したいサンプル(シンチレータ材料)が4[g]となるように、秤量した。
図2において、原料が封入されたアンプル11を、中空円筒形の回転型電気炉12中に重り13をつけて接続線14でぶら下げた。なお、実施例では、接続線14としてニクロム線を使用したがこれに限定されず、利用可能な任意の接続線を使用可能である。
前記回転型電気炉12は、昇温速度を手動で100℃/min〜200℃/minに制御して790℃まで昇温し、0.6℃/min〜0.7℃/minで1000℃程度まで上昇させ、12時間1000℃で保持する。実施例1の回転型電気炉12は、最初は水平な状態に保ち、原料が均一に混ざるように、硫黄の融点(112.8℃)付近で3時間保ち、30分に1度撹拌を行う。そして、1000℃になった後も、30分に一度撹拌して、12時間経過した後、水16中に入れて水中急冷してバルクガラスを作製した。
In the experimental example, the quartz glass ampoule 11 was cleaned with an organic solvent and hydrogen fluoride before the carbon coating was performed on the ampoule 11. Then, the raw material is weighed into the carbon-coated ampule 11 after washing, and the ampule 11 is vacuum-sealed in order to prevent the raw material from being oxidized during melting. In the experimental example, the sample (scintillator material) to be manufactured was weighed so as to be 4 [g].
In FIG. 2, the ampoule 11 in which the raw material is sealed is suspended by a connecting wire 14 with a weight 13 in a hollow cylindrical rotary electric furnace 12. In the embodiment, a nichrome wire is used as the connection line 14, but the present invention is not limited to this, and any available connection line can be used.
The rotary electric furnace 12 is manually controlled at a rate of temperature increase from 100 ° C./min to 200 ° C./min to increase the temperature to 790 ° C., and is 1000 ° C. at 0.6 ° C./min to 0.7 ° C./min. Raise to about 10 minutes and hold at 1000 ° C. for 12 hours. The rotary electric furnace 12 of Example 1 is initially kept in a horizontal state, kept for 3 hours near the melting point of sulfur (112.8 ° C.) so that the raw materials are uniformly mixed, and stirred once every 30 minutes. . And even after it became 1000 degreeC, after stirring once for 30 minutes, after 12 hours passed, it put in the water 16 and quenched in water, and produced the bulk glass.

前記シンチレータ材料の作成方法で実験例1、2および比較例1〜12を作製した。
(比較例1〜6、8)
比較例1〜6、8は、ホスト物質としてのゲルマニウム(Ge)と硫黄(S)とガリウム(Ga)に、ゲスト物質としてのサマリウム(Sm)が添加されたサンプルであり、以下の化学式を満足する。
(GexSyGa100-x-y99.5Sm0.5
なお、x=14〜40、y=60〜80である。
すなわち、ゲスト物質は、原子%濃度(at%)で、Geがx[at%],Sがy[at%]、Gaが100−x−y[at%]であり、このゲスト物質99.5[at%]に0.5[at%]のSmが添加された組成となっている。なお、Smについては、他の希土類の光励起発光(PL発光)の実験結果などから、Smが0.1[at%]〜3[at%]ぐらいの範囲でPL発光し、X線励起発光(XL発光)も同程度ではないかと本件発明者の経験から考えて、代表的な値として、0.5[at%]を採用して実験を行った。
以下の各比較例および実験例では、各化学式を満足するように、原料として、純度99.9999%のSとGa,Ge、純度99.9%のSm2S3が秤量されてアンプル11中に収容される。
Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 12 were produced by the method for producing the scintillator material.
(Comparative Examples 1-6, 8)
Comparative Examples 1 to 6 and 8 are samples obtained by adding samarium (Sm) as a guest material to germanium (Ge), sulfur (S), and gallium (Ga) as a host material, and satisfy the following chemical formulas To do.
(Ge x S y Ga 100-xy ) 99.5 Sm 0.5
Note that x = 14 to 40 and y = 60 to 80.
That is, the guest material has atomic% concentration (at%), Ge is x [at%], S is y [at%], and Ga is 100-xy [at%]. The composition is such that 0.5 [at%] Sm is added to 5 [at%]. As for Sm, PL is emitted when Sm is in the range of about 0.1 [at%] to 3 [at%] from the experimental results of other rare earth photo-excited emission (PL emission), and X-ray excitation emission ( The experiment was conducted using 0.5 [at%] as a typical value in consideration of the experience of the present inventor that the (XL emission) is also comparable.
In each of the following comparative examples and experimental examples, S and Ga, Ge having a purity of 99.9999% and Sm 2 S 3 having a purity of 99.9% were weighed and used in the ampule 11 so as to satisfy each chemical formula. Is housed in.

(比較例7)
比較例7は、比較例1〜6においてカルコゲン元素の比較のため、硫黄(S)をセレン(Se)に置き換えた。具体的には、(GexSeyGa100-x-y99.5Sm0.5において、x=28.2、y=65.8とした。なお、比較例7では、比較例1〜6,8と異なり、純度99.999%のSeや、SmSeを原料とした。
(比較例9,10)
比較例9,10では、比較例1〜7のホスト物質に対して、ゲスト物質として、原子番号が50以上の重元素の一例としてのヨウ化セシウム(CsI)を添加したサンプルとした。なお、比較例9,10では、純度99.9%のCsIを原料とした。
(比較例11,12)
比較例11,12では、ゲルマニウムを含まないゲスト物質において、ゲスト物質として、重元素の一例としてのバリウム(Ba)を添加したサンプルとした。なお、比較例11,12では、純度99.9%のBaSを原料とし、製造過程において、1000℃で保持する時間を6時間とした。
(実験例1)
実験例1および実験例2では、ゲルマニウムを含まないゲスト物質において、ゲスト物質として、重元素の一例としてのバリウム(Ba)を添加したサンプルとした。なお、実験例1では、純度99.9%のBaSを原料とした。また、実験例では、製造過程において1000℃で保持する時間を、実験例1では12時間、実験例2では2時間とした。
(Comparative Example 7)
In Comparative Example 7, sulfur (S) was replaced with selenium (Se) for comparison of chalcogen elements in Comparative Examples 1-6. Specifically, the Oite, x = 28.2, and y = 65.8 to (Ge x Se y Ga 100- xy) 99.5 Sm 0.5. In Comparative Example 7, unlike Comparative Examples 1 to 6 and 8, Se having a purity of 99.999% and Sm 3 Se 4 were used as raw materials.
(Comparative Examples 9 and 10)
In Comparative Examples 9 and 10, samples obtained by adding cesium iodide (CsI) as an example of a heavy element having an atomic number of 50 or more as a guest material to the host materials of Comparative Examples 1 to 7 were used. In Comparative Examples 9 and 10, CsI having a purity of 99.9% was used as a raw material.
(Comparative Examples 11 and 12)
In Comparative Examples 11 and 12, in the guest material not containing germanium, barium (Ba) as an example of a heavy element was added as a guest material. In Comparative Examples 11 and 12, BaS having a purity of 99.9% was used as a raw material, and the holding time at 1000 ° C. was 6 hours in the manufacturing process.
(Experimental example 1)
In Experimental Example 1 and Experimental Example 2, in the guest material not containing germanium, barium (Ba) as an example of a heavy element was added as a guest material. In Experimental Example 1, BaS having a purity of 99.9% was used as a raw material. In the experimental example, the time for holding at 1000 ° C. in the manufacturing process was 12 hours in Experimental Example 1 and 2 hours in Experimental Example 2.

図3は実験例および比較例の組成を示す説明図であり、実験例および比較例のホスト物質の元素量を示す表である。
図3において、したがって、比較例1〜12および実験例1、2は、以下の組成となった。
比較例1:(Ge20.8S64.2Ga1599.5 Sm0.5
比較例2:(Ge19S75Ga699.5 Sm0.5
比較例3:(Ge29S65Ga699.5 Sm0.5
比較例4:(Ge14S80Ga699.5 Sm0.5
比較例5:(Ge19.4S77.6Ga399.5 Sm0.5
比較例6:(Ge23.5S70.5Ga699.5 Sm0.5
比較例7:(Ge28.2Se65.8Ga699.5 Sm0.5
比較例8:(Ge40S6099.5 Sm0.5
比較例9:(Ge2.8S33.6Ga27.6Cs18I1899.5 Sm0.5
比較例10:(Ge5.7S37.1Ga25.2Cs16I1699.5 Sm0.5
比較例11:(S53Ga12Ba3599.5 Sm0.5 1000℃ 6時間
比較例12:(S52.5Ga10Ba37.599.5 Sm0.5 1000℃ 6時間
実験例1:(S53.5Ga14Ba32.599.5 Sm0.5 1000℃ 12時間
実験例2:(S54Ga16Ba3099.5 Sm0.5 1000℃ 2時間
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the compositions of the experimental example and the comparative example, and is a table showing the element amounts of the host materials of the experimental example and the comparative example.
In FIG. 3, therefore, Comparative Examples 1 to 12 and Experimental Examples 1 and 2 have the following compositions.
Comparative Example 1: (Ge 20.8 S 64.2 Ga 15 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 2: (Ge 19 S 75 Ga 6 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 3: (Ge 29 S 65 Ga 6 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 4: (Ge 14 S 80 Ga 6 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 5: (Ge 19.4 S 77.6 Ga 3 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 6: (Ge 23.5 S 70.5 Ga 6 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 7: (Ge 28.2 Se 65.8 Ga 6 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 8: (Ge 40 S 60 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 9: (Ge 2.8 S 33.6 Ga 27.6 Cs 18 I 18 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 10: (Ge 5.7 S 37.1 Ga 25.2 Cs 16 I 16 ) 99.5 Sm 0.5
Comparative Example 11: (S 53 Ga 12 Ba 35 ) 99.5 Sm 0.5 1000 ° C. 6 hours Comparative Example 12: (S 52.5 Ga 10 Ba 37.5 ) 99.5 Sm 0.5 1000 ° C. 6 hours Experimental Example 1: (S 53.5 Ga 14 Ba 32.5 ) 99.5 Sm 0.5 1000 ° C for 12 hours Experimental example 2: (S 54 Ga 16 Ba 30 ) 99.5 Sm 0.5 1000 ° C for 2 hours

前記実験例1および比較例1〜10の作製されたサンプルについて、各サンプルが結晶(ガラスセラミックス)になったか、非晶質(アモルファス)になったかを、XRD(X−ray Diffraction:X線回折)測定装置で測定した。
なお、実験例では、XRD測定装置として、株式会社リガク製RINT2000を使用して、粉末にしたサンプルをグリースでガラス板上に固定して測定を行った。なお、測定条件は以下の通りである。
発生X線:CuKα
ディフラクトメータとシンチレーション計数管
管電圧:40kV
管電流:200mA
走査軸:2θ/θ
スキャンスピード:2deg/min
サンプリング幅:0.01deg
スキャン範囲:20〜60deg
発散スリット:2deg
散乱スリット:2deg
受光スリット:0.6mm
For the samples prepared in Experimental Example 1 and Comparative Examples 1 to 10, whether each sample became crystalline (glass ceramic) or amorphous (amorphous) was determined by XRD (X-ray Diffraction: X-ray diffraction). ) Measured with a measuring device.
In the experimental example, RINT2000 manufactured by Rigaku Corporation was used as an XRD measuring device, and the powdered sample was fixed on a glass plate with grease and measured. Measurement conditions are as follows.
X-ray generated: CuK α 1
Diffractometer and scintillation counter tube voltage: 40 kV
Tube current: 200 mA
Scanning axis: 2θ / θ
Scan speed: 2 deg / min
Sampling width: 0.01 deg
Scan range: 20-60deg
Divergence slit: 2deg
Scattering slit: 2 deg
Receiving slit: 0.6mm

前記XRD測定装置により、比較例1〜10および実験例1のサンプルを測定すると、比較例1〜8では、スペクトルがブロード(なだらか)であり、非晶質と判別された。一方で、比較例9,10,11,12では、スペクトルがシャープな(尖った)ピークを持ち、結晶が主成分であると判断できた。これらに対して、実験例1では、非晶質の成分も結晶の成分も見られたので、両相の混在したガラスセラミックスと判断した。   When the samples of Comparative Examples 1 to 10 and Experimental Example 1 were measured using the XRD measurement apparatus, in Comparative Examples 1 to 8, the spectrum was broad (gradual) and was determined to be amorphous. On the other hand, in Comparative Examples 9, 10, 11, and 12, the spectrum had a sharp (pointed) peak, and it was determined that the crystal was the main component. On the other hand, in Experimental Example 1, since an amorphous component and a crystalline component were observed, it was determined that the glass ceramic was a mixture of both phases.

図4は実験例の吸収係数の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に透過率を取ったグラフである。
図5は波長960nmにおける吸収係数のサマリウム濃度依存性の説明図であり、横軸にサマリウムの濃度を取り、縦軸に吸収係数を取ったグラフである。
サマリウムがガラス中に分散していることを確かめるために吸収係数を測定した。実験は、比較例8のホスト物質Ge40S60を母材として使用し、それにSmを0[at%]、0.5[at%]、1[at%]、4[at%]、8[at%]添加したものについて吸収係数を測定した。実験結果を図4、図5に示す。
図4において、サマリウム特有の吸収帯が900〜1600[nm]に観測されており、サマリウム(Sm)がガラス中に分散していることがわかった。図5において、波長960nmにおける実験結果から、サマリウムの増加に応じて、吸収係数もほぼ比例して増加しており、母材へのサマリウムの溶解性が高いことが確認された。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the measurement result of the absorption coefficient of the experimental example, and is a graph in which the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents transmittance.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the dependency of the absorption coefficient at a wavelength of 960 nm on the samarium concentration. The horizontal axis represents the samarium concentration and the vertical axis represents the absorption coefficient.
The absorption coefficient was measured to confirm that samarium was dispersed in the glass. In the experiment, the host material Ge 40 S 60 of Comparative Example 8 was used as a base material, and Sm was 0 [at%], 0.5 [at%], 1 [at%], 4 [at%], 8 [At%] The absorption coefficient of the added one was measured. The experimental results are shown in FIGS.
In FIG. 4, an absorption band peculiar to samarium is observed at 900 to 1600 [nm], and it was found that samarium (Sm) is dispersed in the glass. In FIG. 5, from the experimental results at a wavelength of 960 nm, the absorption coefficient increased in proportion to the increase in samarium, and it was confirmed that the solubility of samarium in the base material was high.

(光励起発光(Photoluminescence:PL発光)の測定)
X線励起発光の測定は、X線の取り扱いが難しいため、X線励起発光の測定よりも容易に測定が可能なPL発光の測定をまず行った。PL(Photoluminescence)で発光しない材料は、希土類(実験例および比較例ではSm)が光学的に活性で無い可能性があるので、X線励起でも強い強度で発光しないと考えられるからである。なお、比較例11,12および実験例2については、PL発光の測定を省略した。
(Measurement of photoluminescence (PL emission))
Since measurement of X-ray excited luminescence is difficult to handle X-rays, PL luminescence that can be measured more easily than measurement of X-ray excited luminescence was first measured. This is because a material that does not emit light by PL (Photoluminescence) may not emit light with strong intensity even with X-ray excitation because rare earth (Sm in the experimental examples and comparative examples) may not be optically active. For Comparative Examples 11 and 12 and Experimental Example 2, the measurement of PL emission was omitted.

(PL測定装置の説明)
図6はPL測定の実験で使用した装置の概略説明図である。
図6において、PL測定の実験装置21は、光源22を有する。光源22からの光22aは、光学系の一例としての集光レンズ23で集光されて反射鏡24で、光照射対象のサンプル25に向けて反射される。サンプル25に照射された光22aによる光励起発光26は、光学系の一例としての集光レンズ27で集光されて測定器28に導入される。測定器28は、波長の一部をカットするフィルタ28aと、フィルタ28aを通過した光励起発光26を分光する分光器28bと、分光器28bで分光された光を検出する検出器28cとを有する。前記検出器28cには、ケーブル29を介して、データ処理装置の一例としてのパーソナルコンピュータ30に接続されており、パーソナルコンピュータ30で検出器28cで検出された検出データのデータ処理および処理結果の表示が行われる。
(Description of PL measuring device)
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of the apparatus used in the PL measurement experiment.
In FIG. 6, the experimental apparatus 21 for PL measurement has a light source 22. Light 22a from the light source 22 is collected by a condenser lens 23 as an example of an optical system, and reflected by a reflecting mirror 24 toward a sample 25 to be irradiated with light. The light excitation light emission 26 by the light 22 a irradiated on the sample 25 is condensed by a condensing lens 27 as an example of an optical system and introduced into a measuring device 28. The measuring device 28 includes a filter 28a that cuts a part of the wavelength, a spectroscope 28b that splits the light-excited light emission 26 that has passed through the filter 28a, and a detector 28c that detects the light split by the spectroscope 28b. The detector 28c is connected to a personal computer 30 as an example of a data processing device via a cable 29. Data processing of detection data detected by the detector 28c in the personal computer 30 and display of processing results are displayed. Is done.

なお、実施例1のPL測定の実験装置21では、光源22として、(1)波長405nmの半導体レーザ(出力:23.8[mW])、(2)波長488nmのイオンレーザ(出力:27.1[mW])、(3)波長532nmの半導体レーザ(出力:21.5[mW])を使用した。
また、測定器28として、(1)分光器28b:日本分光株式会社製CT−10(グレーティング:900[本/mm])、検出器28c:浜松ホトニクス株式会社製フォトマルR446、(2)JOBIN YVON社製TRIAX320(グレーティング1200[本/mm])を使用した。なお、実験では、PLの強度の測定には、(1)の測定器を使用し、PLのスペクトルの測定には、(2)の測定器を使用した。
さらに、フィルタ28cとして、強度が強い光源22からの光22aをカットするために、光源22として使用する各レーザに応じて、ハイパスフィルタO430(波長430nm以上を透過)、Y530(波長530nm以上を透過)、R617(波長617nm以上を透過)を使用した。
In the PL measurement experimental apparatus 21 of Example 1, as the light source 22, (1) a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm (output: 23.8 [mW]), (2) an ion laser with a wavelength of 488 nm (output: 27.27). 1 [mW]), (3) A semiconductor laser having a wavelength of 532 nm (output: 21.5 [mW]) was used.
Further, as the measuring device 28, (1) Spectrometer 28b: CT-10 manufactured by JASCO Corporation (Grating: 900 [lines / mm]), Detector 28c: Photomaru R446 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (2) JOBIN TRIAX 320 (grating 1200 [lines / mm]) manufactured by YVON was used. In the experiment, the measuring instrument (1) was used for measuring the PL intensity, and the measuring instrument (2) was used for measuring the PL spectrum.
Further, as a filter 28c, in order to cut off the light 22a from the light source 22 having high intensity, a high-pass filter O430 (transmits a wavelength of 430 nm or more) and Y530 (transmits a wavelength of 530 nm or more) according to each laser used as the light source 22. ), R617 (transmitting wavelength 617 nm or more).

(PL発光の測定結果)
図7は実験例および比較例のPL発光の測定結果の説明図であり、横軸にサンプルを取り、縦軸にPL発光の強度を取った片対数グラフである。
前記PL発光測定の実験装置21を使用して、比較例1〜10および実験例1について実験を行った。実験結果を図7に示す。
図7において、比較例1〜7では、照射される光の波長が短くなる(エネルギーが大きくなる)に連れてPL発光の強度が大きくなることが確認された。比較例1〜7の中では波長405nmの光励起に関して、比較例5のサンプルの強度が強くなった。これは、比較例5には、Gaが他の比較例に比べて少なく、Gaの割合がPLの強度に影響を与えることがわかった。
比較例8では、PL発光のスペクトルが測定されず、強度が求められなかった。比較例8のホスト物質として使用されているSe系が、比較例1〜7のS系ガラスに比べて強度が弱くなる理由としては、Se系ではガラス中で光が吸収されてしまうためではないかと考えられる。
(Measurement result of PL emission)
FIG. 7 is an explanatory diagram of the PL emission measurement results of the experimental example and the comparative example, and is a semilogarithmic graph in which a sample is taken on the horizontal axis and the intensity of PL emission is taken on the vertical axis.
Experiments were performed on Comparative Examples 1 to 10 and Experimental Example 1 using the experimental apparatus 21 for PL light emission measurement. The experimental results are shown in FIG.
In FIG. 7, in Comparative Examples 1 to 7, it was confirmed that the intensity of PL light emission increased as the wavelength of the irradiated light became shorter (energy increased). In Comparative Examples 1 to 7, the intensity of the sample of Comparative Example 5 was increased with respect to photoexcitation at a wavelength of 405 nm. This indicates that the comparative example 5 has less Ga than the other comparative examples, and the Ga ratio affects the PL strength.
In Comparative Example 8, the spectrum of PL emission was not measured and the intensity was not obtained. The reason why the Se-based material used as the host material of Comparative Example 8 has lower strength than the S-based glasses of Comparative Examples 1 to 7 is not because the Se-based material absorbs light in the glass. It is thought.

比較例10および実験例1では、PL発光の強度が非常に強く肉眼でも確認できるほど発光した。比較例5のPL発光強度に対して、比較例10、実験例1は、それぞれ、0.72倍、1100倍であった。
次に、励起源、すなわち、光源22の依存性を検討すると、405nmの励起源が他の2つの励起源と比べて、比較例5では、強度が10倍以上になることが確認された。これはSmが400nmに吸収帯(エネルギー準位5/25/2)を有しており、その400nmに近い励起源ほどPL発光の強度が強くなるのではないかと考えられる。
In Comparative Example 10 and Experimental Example 1, the intensity of PL light emission was very strong, and light was emitted so that it could be confirmed with the naked eye. With respect to the PL emission intensity of Comparative Example 5, Comparative Example 10 and Experimental Example 1 were 0.72 times and 1100 times, respectively.
Next, when the dependency of the excitation source, that is, the light source 22, was examined, it was confirmed that the intensity of the 405 nm excitation source was 10 times or more in Comparative Example 5 compared to the other two excitation sources. This Sm absorption band at 400nm (energy level 6 H 5/2 - 6 P 5/2) considered or has not the intensity of the PL emission as the excitation source close to the 400nm becomes strong .

図8は実験例1に波長405nm励起光を照射した場合のPLスペクトルの測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に強度を取ったグラフである。
図8において、実験例1のサンプルに対して、室温(300K)で波長405nmの励起光を照射した場合のスペクトルにおいて、ピークは563nm帯(エネルギー準位5/25/2)、598nm帯(エネルギー準位5/27/2)、645nm帯(エネルギー準位5/29/2)、707nm帯(エネルギー準位5/211/2)と同定された。
したがって、サマリウム特有のエネルギー準位5/2から7/2への遷移が確認され、Smの発光を確認できた。
また、図8中のa1,a2、b1,b2、c1,c2、d1,d2などの1,2の添え字はシュタルク分裂した5/2準位からの遷移が見えている。これらによりサマリウムの発光を確認できた。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a PL spectrum measurement result when the experimental example 1 is irradiated with excitation light having a wavelength of 405 nm, and is a graph in which the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the intensity.
8, to the sample of Example 1, at room temperature in the spectrum when irradiated with an excitation light having a wavelength 405nm at (300K), peak 563nm band (energy level 4 G 5/2 - 6 H 5/2 ), 598 nm band (energy level 4 G 5/2 - 6 H 7/2) , 645nm band (energy level 4 G 5/2 - 6 H 9/2) , 707nm band (energy level 4 G 5 / 2 - 6 H 11/2) and it has been identified.
Therefore, the transition from the energy level 4 G 5/2 specific to samarium to 6 H 7/2 was confirmed, and Sm emission was confirmed.
In addition, the subscript of 1, 2, such as a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2 in FIG. 8 is a transition from the 4 G 5/2 level was Stark division can be seen. As a result, samarium emission was confirmed.

(X線励起発光の測定)
図9は実施例1のX線励起発光の測定装置の説明図である。
図9において、実施例1のX線励起発光の測定装置31は、X線が外部に漏れることを防止するために周囲を囲むX線防護シールド32を有する。X線防護シールド32内には、電磁波源の一例として、X線33aを照射するX線源33が配置されている。このX線はCuKα線で、40mA,50-200kVで出力している。X線防護シール32内には、X線源33からのX線33aが照射される位置に、サンプル34が配置されている。
前記サンプル34からの発光は、X線防護シールド32の鉛ガラス36の外側に配置された分光器の一例としての透過型グレーティング37で分光される。分光された光は、透過型グレーティング37に近接して配置された検出器の一例としてのデジタルカメラ38で検出される。なお、実施例1では、透過型グレーティング37として、600本/mmのブレーズド回折格子を使用し、デジタルカメラ38として、レンズの焦点距離35mm、F値3.5のデジタルカメラを使用し、15秒の露出で低分解能のスペクトルを鉛ガラスを通して撮影した。
前記デジタルカメラ38には、情報処理装置の一例としての従来公知のパーソナルコンピュータ39が接続されており、パーソナルコンピュータ39は、デジタルカメラ38での検出データのデータ処理および処理結果の表示を行う。なお、実施例1のX線励起発光の測定装置31では、デジタルカメラ38およびパーソナルコンピュータ39により、スペクトル強度を測定した。
(Measurement of X-ray excitation luminescence)
FIG. 9 is an explanatory diagram of an X-ray excitation luminescence measuring apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 9, the X-ray excited luminescence measuring device 31 of Example 1 has an X-ray protective shield 32 surrounding the periphery in order to prevent X-rays from leaking to the outside. In the X-ray protective shield 32, an X-ray source 33 that irradiates an X-ray 33a is disposed as an example of an electromagnetic wave source. This X-ray is a CuKα ray and is output at 40 mA, 50-200 kV. In the X-ray protective seal 32, a sample 34 is disposed at a position where the X-ray 33a from the X-ray source 33 is irradiated.
The light emitted from the sample 34 is split by a transmission grating 37 as an example of a spectroscope disposed outside the lead glass 36 of the X-ray protective shield 32. The split light is detected by a digital camera 38 as an example of a detector disposed in the vicinity of the transmission type grating 37. In Example 1, a blazed diffraction grating of 600 lines / mm is used as the transmissive grating 37, and a digital camera having a focal length of 35 mm and an F value of 3.5 is used as the digital camera 38 for 15 seconds. A low-resolution spectrum was taken through lead glass.
A conventionally known personal computer 39 as an example of an information processing apparatus is connected to the digital camera 38, and the personal computer 39 performs data processing of detection data in the digital camera 38 and display of processing results. In the X-ray excitation luminescence measuring apparatus 31 of Example 1, the spectrum intensity was measured by the digital camera 38 and the personal computer 39.

図10は実験例1のX線励起発光の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に強度を取ったグラフである。
前記X線励起発光の測定装置31を使用して、比較例1〜12および実験例1、2のサンプルのX線励起発光(XL発光:X-ray Luminescence)の確認を行った。実験結果を図10に示す。
図10において、サンプル34として、実験例1を使用した場合には、PL測定で得られたのと同様な560nm、600nm、640nmにおけるSm特有の発光が確認された。これにより、X線照射により、Smが発光していることが確認された。また、実験例2でも同様の結果が得られた。なお、比較例1〜12では、発光は確認されなかった。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the measurement result of the X-ray excitation light emission of Experimental Example 1, and is a graph in which the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents intensity.
Using the X-ray excited luminescence measuring device 31, X-ray excited luminescence (XL luminescence: X-ray Luminescence) of the samples of Comparative Examples 1 to 12 and Experimental Examples 1 and 2 was confirmed. The experimental results are shown in FIG.
In FIG. 10, when Experimental Example 1 was used as the sample 34, light emission peculiar to Sm at 560 nm, 600 nm, and 640 nm similar to that obtained by PL measurement was confirmed. Thereby, it was confirmed that Sm emitted light by X-ray irradiation. Similar results were obtained in Experimental Example 2. In Comparative Examples 1 to 12, no light emission was confirmed.

図11は実験例1のX線励起発光の高感度カメラにより撮影された画像の説明図である。
図12は実験例1のX線励起発光をカメラで撮影した写真の説明図であり、図12AはX線が照射された状態の全体の写真、図12Bは図12Aにおける発光体部分の写真、図12CはX線の照射が行われていない状態の発光体部分の写真である。
図11において、実験例1のサンプル34を、高感度CCDカメラで撮影すると、図11の画像に示すように、中央部で発光しているのが確認された。
また、実験例1のサンプルは、高感度のCCDカメラだけでなく、暗中で肉眼でも発光が観測された。その写真を図12に示す。なお、写真はフラッシュをたいている。図12に示すように、X線励起発光の部分が赤く光っているのがわかり、かなり強い発光であると推察される。
FIG. 11 is an explanatory diagram of an image taken by the X-ray excited luminescence high sensitivity camera of Experimental Example 1.
12 is an explanatory view of a photograph of the X-ray excitation light emission of Experimental Example 1 taken with a camera, FIG. 12A is a photograph of the entire state irradiated with X-rays, FIG. 12B is a photograph of the light emitter portion in FIG. FIG. 12C is a photograph of the light emitter portion in a state where X-ray irradiation is not performed.
In FIG. 11, when the sample 34 of Experimental Example 1 was photographed with a high-sensitivity CCD camera, it was confirmed that light was emitted at the center as shown in the image of FIG.
In addition, the sample of Experimental Example 1 was observed not only with a highly sensitive CCD camera but also with the naked eye in the dark. The photograph is shown in FIG. The photo is flashed. As shown in FIG. 12, it can be seen that the X-ray excitation light emission part is shining red, and it is assumed that the light emission is considerably strong.

(結晶の同定)
図13は実験例1のX線回折図であり、横軸に回折角2θをとり縦軸に強度を取ったグラフである。
次に、X線励起発光をした実験例1のサンプルに関して、XRD測定装置により、結晶相の同定を試みた。実験結果であるX線回折図形を、図13に示す。
図13において、実験例1の結果は、ICDD(International Centre for Diffraction Data)のPDFカード00−049−1599に一致し、Ba4Ga2S7が主成分であると同定できた。原料のBaS、Ga2S3からの信号は見られず、未反応の原料は残っていないことも確認された。
したがって、サマリウムを添加したバリウムを含むGa-S系のカルコゲナイドガラスセラミックスからX線励起の赤色発光を捕らえることができることが確認された。また、実施例1のサンプルは、単結晶を作製する作製法に比べて、作製法が複雑ではなく容易であり、多結晶でも発光しているため、作製が容易であると共に、作製コストも低減できる。
(Identification of crystal)
FIG. 13 is an X-ray diffraction diagram of Experimental Example 1, which is a graph with the diffraction angle 2θ on the horizontal axis and the intensity on the vertical axis.
Next, with respect to the sample of Experimental Example 1 that emitted X-ray excitation light, an attempt was made to identify the crystal phase using an XRD measurement apparatus. An X-ray diffraction pattern as an experimental result is shown in FIG.
In FIG. 13, the result of Experimental Example 1 coincides with the PDF card 00-049-1599 of ICDD (International Center for Diffraction Data), and it can be identified that Ba 4 Ga 2 S 7 is the main component. Signals from the raw material BaS and Ga 2 S 3 were not observed, and it was also confirmed that no unreacted raw material remained.
Therefore, it was confirmed that red light emission excited by X-rays can be captured from a Ga-S chalcogenide glass ceramic containing barium added with samarium. In addition, the sample of Example 1 is easy and easy to manufacture because the manufacturing method is not complicated and easy compared to the manufacturing method of manufacturing a single crystal, and even a polycrystal emits light, and the manufacturing cost is also reduced. it can.

(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H04)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、例示した測定装置や測定条件等については、例示した数値等に限定されず、適宜変更可能である。
(H02)前記実施例におけるX線検査装置は、被検査体3が人体である場合には、病気や患部の診断や診察等に使用するためのX線診察装置として使用可能である。また、被検査体が利用客や荷物の場合、危険物や持ち込み禁止品等の保安上の検査を行うための空港や港等の保安検査装置としても使用可能である。さらに、被検査体3が建築物や美術品、文化財等の場合、破損や過去の修理状況、内部の構造を非破壊で検査する非破壊検査装置として使用可能である。
(Example of change)
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is made in the range of the summary of this invention described in the claim. Is possible. Modification examples (H01) to (H04) of the present invention are exemplified below.
(H01) In the above-described embodiments, the illustrated measuring apparatus, measurement conditions, and the like are not limited to the illustrated numerical values, and can be changed as appropriate.
(H02) The X-ray examination apparatus in the above embodiment can be used as an X-ray examination apparatus for use in diagnosing or diagnosing a disease or an affected part when the inspected body 3 is a human body. Further, when the object to be inspected is a user or a baggage, it can be used as a security inspection device in an airport or a port for performing a safety inspection of dangerous goods and prohibited items. Further, when the object to be inspected 3 is a building, a work of art, a cultural property, etc., it can be used as a nondestructive inspection device that nondestructively inspects damage, past repair status, and internal structure.

(H03)前記実施例において、電磁波の一例として、X線を例示したが、これに限定されず、紫外線や、ガンマ線等の放射線の赤色光への変換(可視化)にも適用が期待できる。
(H04)前記実施例において、X線を可視光である赤色光で観測することができ、目で見えるようになっているため、例えば、従来公知の緑色の蛍光体や青色の蛍光体も併用することで、R,G,Bの三原色の発光を利用したX線疑似カラー画像を得ることも可能である。
(H03) In the above embodiment, X-rays are exemplified as an example of electromagnetic waves. However, the present invention is not limited to this, and application to the conversion (visualization) of ultraviolet rays and radiation such as gamma rays into red light can be expected.
(H04) In the above embodiment, X-rays can be observed with red light, which is visible light, and can be seen with the eyes. For example, conventionally known green phosphors and blue phosphors are also used in combination. By doing so, it is also possible to obtain an X-ray pseudo color image using light emission of the three primary colors of R, G, and B.

1…電磁波検出器、
2a…電磁波、
4…蛍光体、シンチレータ、
6…半導体検出器。
1 ... Electromagnetic wave detector,
2a ... electromagnetic waves,
4 ... phosphor, scintillator,
6 ... Semiconductor detector.

Claims (2)

電磁波が通過する場合に励起されるホスト物質に、励起されたホスト物質の電子のエネルギーを発光に変換するゲスト物質が添加された蛍光体であって、
硫黄、バリウムおよびガリウムを少なくとも含む前記ホスト物質と、
サマリウムを少なくとも含み、前記電子のエネルギーを赤色発光に変換する前記ゲスト物質と、
を備えたことを特徴とする前記蛍光体。
A phosphor in which a guest substance that converts the energy of electrons in the excited host substance into light emission is added to the host substance that is excited when electromagnetic waves pass through it.
The host material comprising at least sulfur, barium and gallium;
The guest material containing at least samarium and converting the energy of the electrons into red light emission; and
The phosphor described above.
請求項1に記載の蛍光体により構成されたシンチレータと、
前記シンチレータからの赤色発光を検出する半導体検出器と、
を備えたことを特徴とする電磁波検出装置。
A scintillator comprising the phosphor according to claim 1;
A semiconductor detector for detecting red light emission from the scintillator;
An electromagnetic wave detection apparatus comprising:
JP2010174525A 2010-08-03 2010-08-03 Phosphor and electromagnetic radiation detector Pending JP2012036230A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010174525A JP2012036230A (en) 2010-08-03 2010-08-03 Phosphor and electromagnetic radiation detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010174525A JP2012036230A (en) 2010-08-03 2010-08-03 Phosphor and electromagnetic radiation detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012036230A true JP2012036230A (en) 2012-02-23

Family

ID=45848576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010174525A Pending JP2012036230A (en) 2010-08-03 2010-08-03 Phosphor and electromagnetic radiation detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012036230A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020150344A1 (en) * 2019-01-16 2020-07-23 Schott Corporation Chalcogenide glass and glass ceramic scintillators

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020150344A1 (en) * 2019-01-16 2020-07-23 Schott Corporation Chalcogenide glass and glass ceramic scintillators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Lead‐free halide Rb2CuBr3 as sensitive x‐ray scintillator
Shah et al. CeBr/sub 3/scintillators for gamma-ray spectroscopy
Nikl Scintillation detectors for x-rays
Glodo et al. Selected Properties of Cs $ _ {2} $ LiYCl $ _ {6} $, Cs $ _ {2} $ LiLaCl $ _ {6} $, and Cs $ _ {2} $ LiLaBr $ _ {6} $ Scintillators
Shah et al. LaBr/sub 3: Ce scintillators for gamma-ray spectroscopy
JP5103879B2 (en) Scintillator crystals and radiation detectors
RU2638158C2 (en) Scintillator composition, radiation detector device and high-energy radiation recording method
Shah et al. LuI/sub 3: Ce-a new scintillator for gamma ray spectroscopy
Yahaba et al. X-ray detection capability of a Cs2ZnCl4 single-crystal scintillator
JP2004500462A (en) Scintillator crystal, manufacturing method thereof and application thereof
JP6058030B2 (en) Crystal materials, radiation detectors, imaging devices, nondestructive inspection devices, and lighting equipment
JP6823879B2 (en) Mixed halide scintillator for radiation detection
CN105102583A (en) Scintillation crystal including a rare earth halide, and a radiation detection apparatus including the scintillation crystal
US20160068748A1 (en) Eu-doped sri2 single crystal, radiation detector, and method for producing eu-doped sri2 single crystal
van Loef et al. Crystal growth and scintillation properties of Thallium-based halide scintillators
Soundara-Pandian et al. Lithium alkaline halides—next generation of dual mode scintillators
Kamada et al. Growth and scintillation properties of Eu doped Li2SrCl4/LiSr2Cl5 eutectic
JP7097998B2 (en) CsI (Tl) scintillator crystals containing antimony and other multibalanced cations to reduce afterglow, as well as radiation detectors containing scintillation crystals.
JPH04218588A (en) Single crystal scintillator and underground layer prospecting apparatus using the same
JP2012036230A (en) Phosphor and electromagnetic radiation detector
Michail et al. Spectral efficiency of lutetium aluminum garnet (Lu3Al5O12: Ce) with microelectronic optical sensors
JP2010285559A (en) Crystal for scintillator, and radiation detector
Shah et al. RbGd/sub 2/Br/sub 7: Ce scintillators for gamma-ray and thermal neutron detection
Linardatos et al. Cerium Bromide Single-Crystal X-Ray Detection and Spectral Compatibility Assessment with Various Optical Sensors
EP3447107B1 (en) Scintillator and preparation method therefor