JP6978157B2 - 結晶シンチレータを製造する方法 - Google Patents

結晶シンチレータを製造する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6978157B2
JP6978157B2 JP2016227829A JP2016227829A JP6978157B2 JP 6978157 B2 JP6978157 B2 JP 6978157B2 JP 2016227829 A JP2016227829 A JP 2016227829A JP 2016227829 A JP2016227829 A JP 2016227829A JP 6978157 B2 JP6978157 B2 JP 6978157B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
oxide
garnet
solution
gallium
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.)
Active
Application number
JP2016227829A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017105993A (ja
Inventor
エス． アンドレアコ マーク
アンドリュー キャレイ アレクサンダー
カール コーエン ピーター
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.)
Siemens Medical Solutions USA Inc
Original Assignee
Siemens Medical Solutions USA Inc
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 Siemens Medical Solutions USA Inc filed Critical Siemens Medical Solutions USA Inc
Publication of JP2017105993A publication Critical patent/JP2017105993A/ja
Priority to JP2019146899A priority Critical patent/JP7438689B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6978157B2 publication Critical patent/JP6978157B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
    • C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C09K11/641—Chalcogenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7706—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7712—Borates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/778—Borates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7792—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7797—Borates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B11/08—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
    • C30B11/10—Solid or liquid components, e.g. Verneuil method
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B15/04—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B17/00—Single-crystal growth onto a seed which remains in the melt during growth, e.g. Nacken-Kyropoulos method
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B28/00—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B28/04—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure from liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • C30B29/28—Complex oxides with formula A3Me5O12 wherein A is a rare earth metal and Me is Fe, Ga, Sc, Cr, Co or Al, e.g. garnets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/04—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion materials in the liquid state
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1642—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2012—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using stimulable phosphors, e.g. stimulable phosphor sheets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
    • G01T1/2023—Selection of materials
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)
  • Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)

Description

本発明は、ガドリニウム及びガリウムを含有してなるガーネットシンチレータにおけるガリウム含有量を、製造工程において、制御する方法に関する。特に、本発明は、ガドリニウム−ガリウム ガーネット シンチレータにおけるガリウム含有量を、その製造工程において、制御する方法に関する。
ガドリニウム アルミニウム ガリウム ガーネット（一般に、ＧＡＧＧとして知られている。）は、立方センチメートル当たり６．６３グラム（ｇ／ｃｃ）という高密度、６５，０００フォトン／ＭｅＶ（ミリオンエレクトロンボルト又はメガエレクトロンボルト）より大きい高光出力並びに８８ナノ秒／９１％及び２５８ナノ秒／９％という相対的に短い崩壊時間の故に、飛行時間（ＴＯＦ）陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）におけるシンチレータとして使用するのに有望な候補である。
ＧＡＧＧは、二酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）及びアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の酸化物から、チョクラルスキー法を用いて、９９．９９％以上の純度を有する直径３インチ（約７．５センチメートル）までの大きな結晶ブールの形で成長させることができる。ブールは、合成法に依って製造される単結晶インゴットである。
チョクラルスキー法に伴う欠点の１つは、結晶ブールの製造に用いられる（１，３００℃を超える）高温度の結果、下記の反応により、酸化ガリウムがＧａ２Ｏ蒸気に分解することである。
Figure 0006978157
 これは、平衡反応であって、反応室に追加の酸素を存在させることにより、酸化ガリウムの分解速度を抑制することができる。換言すれば、反応室における酸素の存在量を増加することにより、Ｇａ２Ｏ蒸気の生成よりも、むしろ、酸化ガリウムを生成する逆反応が推進される。
結晶ブールの製造は、一般に、イリジウム金属の価格故に非常に高価なイリジウムルツボ中で行なわれる。反応室における大量の酸素の使用は、イリジウム金属の酸化イリジウム（このものは、蒸発する。）への転換を引き起こすが、このことは、イリジウム金属の損失に伴って高コストになるので、望ましくない。
妥協策を見出し、イリジウム金属を何ら損失することなしにＧＡＧＧ結晶ブールを得るために、酸化ガリウムを３重量％過剰に含有する原料酸化物の非化学量論的混合物を使用して、２容量％過剰の酸素を含有する雰囲気中で、製造プロセスを実施する。過剰の酸化ガリウムの存在により、高められたプロセス温度におけるガリウムの蒸発による損失を補償する。
しかしながら、この方法も、また、欠点を有する。ガリウムの蒸発による損失は、実際的に制御が困難であり、ＧＡＧ結晶の品質は顕著に変化し得る。化学量論比の破壊は、ＧＡＧＧ結晶のシンチレーション特性におけるかなりの非均一性、例えば、光出力の変動、シンチレーション崩壊時間の制御不能、高水準の残光等、を引き起こすが、これらは、全て望ましくないものである。
従って、同時に酸化ガリウム又はイリジウム金属の損失を減少させながら、正確な化学量論を有する結晶ブールを製造する方法の必要性が依然として存在する。
本発明は、下記式（１）の組成を有する粉末を製造し、この粉末を酸素含有雰囲気中で８００〜１，７００℃の温度に加熱して結晶シンチレータを製造することを含む方法に関する。
Ｍ１ ａＭ２ ｂＭ３ ｃＭ４ ｄＯ１２ （１）
式中、Ｏは、酸素を表わし、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、互いに異なる第一、第二、第三及び第四の金属を表わし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄの合計は、約８であり、ａは、約２〜約３．５の値を有し、ｂは、０〜約５の値を有し、ｃは、０〜約５の値を有し、ｄは、０〜約１の値を有し、ここで、「約」とは、所望の値から±１０％の乖離と定義され、ｂとｃ、ｂとｄ、又は、ｃとｄとは、同時に０であることはできず、Ｍ１は、ガドリニウム、イットリウム、ルテチウム、スカンジウムを始めとする（但し、これらに限られない）希土類元素又はこれらの組合せであり、Ｍ２は、アルミニウム又はホウ素であり、Ｍ３は、ガリウムであり、Ｍ４は、共ドーパントであって、タリウム、銅、銀、鉛、ビスマス、インジウム、スズ、アンチモン、タンタル、タングステン、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、セリウム、イットリウム、スカンジウム、ランタン、ルテチウム、プラセオジム、テルビウム、イッテルビウム、サマリウム、ユーロピウム、ホルミウム、ジスプロシウム、エルビウム、ツリウム又はネオジムのうちの１つ又はこれらの任意の組合せを含有する。
本発明は、また、下記式（１）の組成を有する粉末を製造し、この粉末を酸素含有雰囲気中で８００〜１，７００℃の温度に加熱して結晶シンチレータを製造することを含む方法によって製造される物品に関する。
Ｍ１ ａＭ２ ｂＭ３ ｃＭ４ ｄＯ１２ （１）
式中、Ｏは、酸素を表わし、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、互いに異なる第一、第二、第三及び第四の金属を表わし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄの合計は、約８であり、ａは、約２〜約３．５の値を有し、ｂは、０〜約５の値を有し、ｃは、０〜約５の値を有し、ｄは、０〜約１の値を有し、ここで、「約」とは、所望の値から±１０％の乖離と定義され、ｂとｃ、ｂとｄ、又は、ｃとｄは、同時に０であることはできず、Ｍ１は、ガドリニウム、イットリウム、ルテチウム、スカンジウムを始めとする（但し、これらに限られない）希土類元素又はこれらの組合せであり、Ｍ２は、アルミニウム又はホウ素であり、Ｍ３は、ガリウムであり、Ｍ４は、共ドーパントであって、タリウム、銅、銀、鉛、ビスマス、インジウム、スズ、アンチモン、タンタル、タングステン、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、セリウム、イットリウム、スカンジウム、ランタン、ルテチウム、プラセオジム、テルビウム、イッテルビウム、サマリウム、ユーロピウム、ホルミウム、ジスプロシウム、エルビウム、ツリウム又はネオジムのうちの１つ又はこれらの任意の組合せを含有する。
本発明によれば、ガドリニウム及びガリウムを含有し、出発原料として酸化ガリウムを使用する多結晶又は単結晶ガーネット（以後、「ガーネット」という。）を製造する方法が提供される。この組成物は、ガーネット中に、ガドリニウム及びガリウムのほかに、１以上の元素を含有する。言い換えれば、ガーネットは、最も単純な形態において、３以上の元素を含有してなる。
１つの実施態様において、ガーネットは、下記の式を有する。
Ｍ１ ａＭ２ ｂＭ３ ｃＭ４ ｄＯ１２ （１）
式中、Ｏは、酸素を表わし、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、互いに異なる第一、第二、第三及び第四の金属を表わし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄの合計は、約８であり、ここで、「約」とは、所望の値から±１０％の乖離と定義され、ａは、約２〜約３．５、好ましくは約２．４〜約３．２、更に好ましくは約３．０の値を有し、ｂは、０〜約５、好ましくは約２〜約３、更に好ましくは約２．１〜約２．５の値を有し、ｂとｃ、ｂとｄ、又は、ｃとｄは、同時に０であることはできず、ｃは、０〜約５、好ましくは約１〜約４、より好ましくは約２〜約３、特に好適には約２．１〜約２．５の値を有し、ｄは、０〜約１、好ましくは約０．００１〜約０．５、より好ましくは約０．００３〜約０．３、の値を有する。
式（１）において、Ｍ１は、ガドリニウム、イットリウム、ルテチウム、スカンジウムを始めとする（但し、これらに限られない）希土類元素又はこれらの任意の組合せである。Ｍ１は、好ましくはガドリニウムである。１つの実施態様において、Ｍ２は、アルミニウム又はホウ素であり、Ｍ３は、ガリウムであり、Ｍ４は、共ドーパントであって、タリウム、銅、銀、鉛、ビスマス、インジウム、スズ、アンチモン、タンタル、タングステン、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、セリウム、イットリウム、スカンジウム、ランタン、ルテチウム、プラセオジム、テルビウム、イッテルビウム、サマリウム、ユーロピウム、ホルミウム、ジスプロシウム、エルビウム、ツリウム又はネオジムのうちの１つ以上を含有してなる。
Ｍ１に関し、ガドリニウムの幾つかは、イットリウム、ルテチウム、ランタン、テルビウム、プラセオジム、ネオジム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、イッテルビウム、又はこれらの組み合わせで置換してもよい。或る実施態様において、ガドリニリウムの幾つかは、イットリウムで置換することができる。Ｍ ２ は、好適にはアルミニウムである。
或る実施態様では、共ドーパントＭ４には、Ｔｌ＋、Ｃｕ＋、Ａｇ＋、Ａｕ＋、Ｐｂ２＋、Ｂｉ３＋、Ｉｎ＋、Ｓｎ２＋、Ｓｂ３＋、Ｃｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｅｕ２＋、Ｙｂ２＋、Ｎｂ５＋、Ｔａ５＋、Ｗ６＋、Ｓｒ２＋、Ｂ３＋、Ｂａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、又はこれらの組合せが含まれる。
本発明の方法は、ナノメートル及びマイクロメートルサイズのガーネットの粉末を製造し、この粉末を１，８５０℃未満の温度に加熱して、チョクラルスキー法で単結晶を製造することからなる。幾つかの実施態様において、ナノメートル及びマイクロメートルサイズの粉末を、酸素含有雰囲気中で５００〜１，７００℃の温度に加熱して、蒸発による酸化ガリウムの損失なしに、所望の化学量論を有する多結晶又は単結晶ガーネットを生成させる。粉末は、所望により、酸素含有雰囲気中で１，７００℃の温度まで加熱して多結晶又は単結晶ガーネットを生成させる前に、２，０００℃まで加熱して溶融させることができる。ガーネットは、多結晶材料と単結晶材料との合一物を含有していてもよい。
理論に縛られるわけではないが、式（１）の組成物のそれぞれにおけるガリウムイオンは、組成物中の他の元素に強力に結合しており、従って、そのような分子を分解するためのエネルギは、酸化ガリウムを分解するよりも遥かに大きい。
ガドリニウム−ガリウム ガーネットのナノメートル及びマイクロメートルサイズのガーネットの粉末を製造する方法は、所望の化学量論比の所望の金属酸化物を強酸中に溶解する工程を含む。前記酸及び前記溶解した金属酸化物を含有する溶液に、過剰量の強塩基を添加する。塩基の添加により、沈殿物形成が促進される。沈殿物を分離プロセスにより溶液から分離して、粉末化形態のガーネット及び付随する未反応の酸化物を製造する。この粉末を５００℃〜２，０００℃未満、好ましくは８５０〜１，９００℃、更に好ましくは９００〜１，８００℃の温度に加熱して、粉末を溶融させて結晶ブールを製造することができる。溶融に続いて、溶融材料を、酸素含有雰囲気中で、８００〜１，７００℃、好ましくは９００〜１，１００℃、更に好適には９５０〜１，０５０℃の温度に加熱して、シンチレータとして使用できる多結晶又は単結晶を製造することができる。
ガーネットの製造に用いられる原料は、一般に、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）及び酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を含有し、これらの材料が所望の化学量論量で反応容器に添加される。酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）及び酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）は、一般に、１：０．５〜０．５：１、好ましくは１：０．７５〜０．７５：１、より好ましくは０．９：１〜１：０．９のモル比で、反応容器に添加される。典型的実施態様では、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）及び酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）は、一般に１：１のモル比で反応容器に添加される。酸化ガリウムの好適な形態は、β−酸化ガリウム（ＩＩＩ）である。酸化アルミニウムの好適な形態は、α−アルミナ（α-Ａｌ２Ｏ３）である。
セリウム、アルミニウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ルテチウム、プラセオジム、テルビウム、クロム、イッテルビウム、ネオジムの酸化物又はこれらの組合せのような追加の「金属酸化物」も、また、所望の化学量論量で、反応容器に添加することができる。典型的な追加の「金属酸化物」は、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（ＩＩＩ）（Ｌｕ２Ｏ３）、酸化スカンジウム（ＩＩＩ）（Ｓｃ２Ｏ３）又はこれらの組合せである。ガーネットの製造に用いる金属酸化物は、９９．９９％以上の純度を有することが望ましい。
幾つかの実施態様において、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（ＩＩＩ）（Ｌｕ２Ｏ３）及び酸化スカンジウム（ＩＩＩ）（Ｓｃ２Ｏ３）の１つ以上が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に加えて、ガーネット中に存在していてもよい。その他の金属酸化物は、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）に対して、０．１：１〜１：０．１、好ましくは０．２：１〜１：０．２、より好ましくは０．５：１〜１：０．５のモル比で存在していてもよい。
典型的な実施態様においては、ガーネットは、追加の「金属酸化物」成分として酸化アルミニウムのみを含有する。これらの実施態様においては、ガーネットは、酸化ガリウムのモル数に対して、２：３〜３：２のモル比で酸化アルミニウムを含有する。他の実施態様においては、ガーネットが酸化アルミニウムをも含有するとき、ガーネットは、酸化ガリウムのモル数に対して、０．０１：３〜３：１、好ましくは０．０５：３〜２：１のモル比で酸化セリウムを含有していてもよい。
原料（例えば、酸化ガリウム、酸化ガドリニウム、酸化アルミニウム及び／又は酸化セリウムを含有する混合物）を、次いで、強酸に溶解して溶液を形成する。強酸の例は、塩酸、硝酸又はこれらの組合せである。典型的実施態様では、強酸は、水中に、２５〜５０モル％、好ましくは３０〜４０モル％の量で存在する塩酸である。
溶液は、塩酸中で原料の撹拌により調製される。撹拌は、かき混ぜ、散布、超音波処理、物理的振動又はこれらの組合せによって実行することができる。溶液は、如何なる温度で製造してもよいが、室温が好ましい。
酸化物が溶解した後、溶液にドーパントを添加してもよい。適切なドーパントは、セリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ルテチウム、プラセオジム、テルビウム、イッテルビウム、ネオジム又はこれらの組合せである。これらのドーパントは、それぞれの金属ハロゲン化物の形態で溶液に添加することができる。好ましいハロゲン化物は、塩化物、臭化物又はこれらの組合せである。これらのドーパントは、溶液が、金属酸化物の形で既に添加された一定量のそのドーパントを、含有していても、溶液に添加することができることを指摘しておく。
例えば、溶液が、上述のように、酸化セリウムの形態で既に添加されたセリウムを含有していても、セリウムを、塩化セリウム、臭化セリウム又はこれらの組合せの形態で溶液に添加することができる。
金属ハロゲン化物は、ドーパントとして、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）のモル数に対して、０．０１：１〜１：０．１、好ましくは０．０２：１〜１：０．２、より好ましくは０．０５：１〜１：０．５のモル比で、ガーネットの溶液に添加することができる。
溶液は、次いで、反応容器中で、過剰の強塩基で処理され、溶解した金属酸化物の沈殿が促進される。溶液は、強撹拌下に反応容器中の塩基に添加される。強塩基の例は、水酸化アンモニウム、重炭酸アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等又はこれらの組合せである。
強塩基は、水に、１５〜５０モル％、好ましくは２０〜４０モル％の量で、溶解される。
溶液中に存在する酸の塩基に対するモル比は、１：１．１０より大きく、好ましくは１：１．２０より大きく、より好ましくは１：１．５０より大きい。
溶液の塩基への添加により、ガーネットの沈殿が起きる。沈殿を分離プロセスに処して溶液の残りからガーネットを抽出する。分離プロセスは、遠心分離、ろ過、デカンテーション又はこれらの組合せを含む。ろ過が好ましい。
濾液を水で追加洗浄して痕跡の酸、塩及び塩基を沈殿から除去する。粉末化形態の沈殿は、ガーネット（１以上の追加元素を伴っている。）並びに反応容器中で用いた原料金属の酸化物及び水酸化物を含有している。ガーネットの分離後に得られた沈殿は、ナノメートル範囲及びマイクロメートル範囲の粒径を有する粒子の形態を有している。粒子は、５ナノメートル〜５００マイクロメートル、好ましくは１０ナノメートル〜５０マイクロメートル、より好ましくは１〜２０マイクロメートルの範囲の平均粒径を有している。粒子の回転半径を測定して平均粒径を決定する。粒径の測定には、光散乱又は電子鏡検法をも用いることができる。
所望により、粉末は、更に、ボールミル、ロールミル又は他の微粉砕装置を用いて微粉砕してもよい。特定の粒径の粒子を使用することが望ましいならば、微粉砕した粉末を、次いで、所望により、篩分けプロセスに供してもよい。
ガーネットの粉末を、次いで、酸素含有雰囲気中で、８００〜１，７００℃、好ましくは９００〜１，１００℃、更に好ましくは９５０〜１，０５０℃の温度で処理して、シンチレータとして使用できる多結晶又は単結晶を製造することができる。
単結晶は、チョクラルスキー法、ブリッジマン法、キロプロス法及びベルヌーイ法で製造することができる。
チョクラルスキー法では、成長させるべき粉末を、適切な非反応性の容器中、制御された雰囲気下で、溶融させる。炉温を１，７００℃以下に制御することにより、材料を溶融する。種結晶を降ろして、溶融バッチに接触させる。（適切な水冷装置により）種の温度を溶融物の温度に比べて非常に低く保つと、種に接触している溶融バッチが種の上に固化する。その後、種を制御された速度で引き上げる。結晶の大半は、溶融物から引き上げることにより製造される。３〜４０センチメートルの寸法の結晶をこの方法で成長させることができる。
ブリッジマン法（引き上げ法）では、材料が（アンプルと呼ばれる）円錐形に先細りしてそこの尖った鉛直円筒形容器中で溶融される。容器が１，７００℃までの温度を有する炉の高温域から低温域に徐々に下げられる。このようなプロセスの移動速度は、毎時約１〜３０ｍｍである。結晶化は、先端から開始し、最初に形成された核からの成長により継続する。指向され制御された鋳造物の冷却プロセスにより、整列された結晶格子の帯域が創られる。換言すれば、単結晶が創られる。
キロプロス法では、上述の２つの方法より大きい直径を有する結晶が成長させられる。チョクラルスキー法のように、ここでも、種が溶融物と接触させられるが、成長中は、それほど引き上げられない。即ち、種の一部は、溶融され、短く細い部分が成長する。この後、種の垂直運動が停止され、成長は、出力の減少により、溶融物の中へ進行する。
ベルヌーイ法（火炎溶融）では、成長させるべき材料の１〜２０マイクロメートルサイズの微細乾燥粉末を振とうして金網を通し、酸水素炎中を落下させる。粉末が融解し、液膜が種結晶の頂に形成される。これが、種結晶が徐々に低下されるにつれて、次第に凍結する。この方法のこつは、不変の成長速度と直径とを維持するための供給速度と種の低下速度とのバランスである。この方法により、ルビー結晶は、直径で９０ミリメートルまで成長させられる。この技法は、人工宝石の成長及び種々の高融点酸化物に、広く用いられる。
この方法で成長させられる多結晶又は単結晶の例は、以下の式を有している。Ｇｄ３Ａｌ２Ｇａ３Ｏ１２（ＧＡＧＧ：ガドリニウム−アルミニウム−ガリウム ガーネット）、Ｇｄ３Ｇａ２．５Ａｌ２．５Ｏ１２（ＧＧＡＧ：ガドリニウム−ガリウム−アルミニウム ガーネット）、Ｇｄ１．５Ｙ１．５Ｇａ２．５Ａｌ２．５Ｏ１２（ＧＹＧＡＧ：ガドリニウム−イットリウム−ガリウム−アルミニウム ガーネット）、Ｇｄ３Ｓｃ２Ｇａ３Ｏ１２（ＧＳＧＧ：ガドリニウム−スカンジウム−ガリウム ガーネット）、又はＧｄ１．５Ｌｕ１．５Ａｌ１．５Ｇａ１．５Ｏ１２。上記式で表わされる多結晶又は単結晶のいずれも、所望ならば、セリウムでドープすることができる。
ナノメートルサイズ及びマイクロメートルサイズの粉末を用いて製造された多結晶又は単結晶は、溶融酸化物化合物を用いて製造された材料に比べて、よりムラのない化学量論を有している。この方法で製造されたシンチレータ材料は、例えば、陽電子放出断層撮影装置、コンピュータ断層撮影装置又は単一光子放出コンピュータ断層撮影装置等の、撮像装置で用いることができる。
ここで言及しておくが、本明細書に列挙した全ての範囲は、終点を含む。異なる範囲からの数値は、組み合わせることができる。
組成物、方法及び物品は、明細書中に開示したあらゆる妥当な要素又は工程を、代替的に、含有し、それらからなり、又はそれらから本質的になることができる。組成物、方法及び物品は、追加的に又は代替的に、組成物、方法及び物品の機能及び／又は目的を達成するのに必要ではない任意の工程、要素、材料、成分、助剤又は種を、それらなしで済ませ、それらを実質的に含まないように、表わすことができる。「組成物」には、配合物、混合物、合金、反応生成物等が含まれる。用語「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、量の限定を意味せず、明細書中にそれに反する指示がされているか又は文脈に明確に矛盾しない限り、単数及び複数の両方を含むと解されるべきである。「又は」は、それに反する指示が明確に記載されていない限り、「及び／又は」を示す。全明細書を通じて、「幾つかの実施態様」、「１つの実施態様」等々は、その実施態様に関して述べられている特定の要素が、本明細書中で述べられている少なくとも１つの実施態様に含まれており、他の実施態様中に存在してもしなくてもよいことを意味する。これに加えて、記述された要素は、種々の実施態様において、任意の適切なやり方で結合されてもよいと、理解されるべきである。
本発明を、これまで、幾つかの実施態様を参照して記述してきたが、当業者には、本発明の範囲から離れることなく、種々の変形がなされ得ること及び等価物でその要素を置換し得ることが理解されるであろう。更に、特定の状況又は材料に適合させるために、本発明の基本的な範囲から離れることなく、本発明の教示に多くの修飾がなされ得る。従って、本発明は、この発明を実施するために想定されるベストモードで開示された特別な実施態様に限定されるものではなく、本発明は付属する特許請求の範囲の範囲内に入る全ての実施態様を包含することを意図している。

Claims (7)

  1. −酸化ガリウム、酸化ガドリニウム、酸化アルミニウム、並びに、セリウム、ランタン、プラセオジム、テルビウム、イッテルビウム及びネオジムからなる群から選ばれる金属の酸化物の少なくとも１つを、所望の化学量論比で、塩化水素酸、硝酸若しくは硫酸又はこれらの組み合わせから選ばれる酸に溶解して溶液を形成する酸化物溶解工程、
    −前記溶液に、セリウム、ランタン、プラセオジム、テルビウム、イッテルビウム若しくはネオジムのハロゲン化物又はこれらの組み合わせから選ばれるドーパントを添加するドーパント添加工程、
    −前記ドーパント添加工程で得られた溶液を、過剰の塩基に添加して該溶液からガーネットを沈殿させて沈殿物を形成する沈殿物形成工程、
    −前記沈殿物を分離プロセスにより溶液から分離して、下記式（１）の組成を有する粉末化形態のガーネットを製造する工程
    Ｍ１ ａＭ２ ｂＭ３ ｃＭ４ ｄＯ１２ （１）
    （式中、Ｏは、酸素を表わし、
    Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、互いに異なる第一、第二、第三及び第四の金属を表わし、
    ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄの合計は、８であり、
    ａは、２〜３．５の値を有し、
    ｂは、２〜３の値を有し、
    ｃは、２〜３の値を有し、
    ｄは、０．００１〜１の値を有し、
    Ｍ１は、ガドリニウムであり、
    Ｍ２は、アルミニウムであり、
    Ｍ３は、ガリウムであり、
    Ｍ４は、ドーパントであって、セリウム、ランタン、プラセオジム、テルビウム、イッテルビウム及びネオジムのうちの１つである。）
    −前記粉末化形態のガーネットを５００℃〜２，０００℃に加熱して溶融して結晶ブールを製造する結晶ブール製造工程、及び、
    −前記結晶ブール製造工程に引き続いて前記結晶ブールを溶融し、酸素含有雰囲気中でチョクラルスキー法によって８００〜１，７００℃に加熱して単結晶シンチレータを製造する工程
    からなる結晶シンチレータを製造する方法。
  2. ａが、２．４〜３．２の値を有し、
    ｂが、２〜３の値を有し、
    ｃが、２〜３の値を有し、
    ｄが、０．００１〜０．５の値を有する
    請求項１に記載の方法。
  3. ａが、２．４〜３．２の値を有し、
    ｂが、２．１〜２．５の値を有し、
    ｃが、２．１〜２．５の値を有し、
    ｄが、０．００３〜０．３の値を有する
    請求項１に記載の方法。
  4. 前記酸が塩酸であり、この塩酸が水中に２５〜５０モル％の量で存在する請求項１に記載の方法。
  5. 前記塩基が水酸化アンモニウム、重炭酸アンモニウム、水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウム又はこれらの組合せである請求項１に記載の方法。
  6. 前記沈殿物形成工程で得られた粉末を洗浄してこれを更に粉砕する粉末洗浄・粉砕工程を更に含む請求項１に記載の方法。
  7. 前記粉末洗浄・粉砕工程で得られた粉末が５ナノメートル〜５００マイクロメートルの平均粒径を有する請求項６に記載の方法。
JP2016227829A 2015-12-01 2016-11-24 結晶シンチレータを製造する方法 Active JP6978157B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019146899A JP7438689B2 (ja) 2015-12-01 2019-08-09 ガドリニウム－ガリウムを含有してなるガーネット結晶シンチレータを製造する方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/955,079 2015-12-01
US14/955,079 US10197685B2 (en) 2015-12-01 2015-12-01 Method for controlling gallium content in gadolinium-gallium garnet scintillators

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019146899A Division JP7438689B2 (ja) 2015-12-01 2019-08-09 ガドリニウム－ガリウムを含有してなるガーネット結晶シンチレータを製造する方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017105993A JP2017105993A (ja) 2017-06-15
JP6978157B2 true JP6978157B2 (ja) 2021-12-08

Family

ID=57681208

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016227829A Active JP6978157B2 (ja) 2015-12-01 2016-11-24 結晶シンチレータを製造する方法
JP2019146899A Active JP7438689B2 (ja) 2015-12-01 2019-08-09 ガドリニウム－ガリウムを含有してなるガーネット結晶シンチレータを製造する方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019146899A Active JP7438689B2 (ja) 2015-12-01 2019-08-09 ガドリニウム－ガリウムを含有してなるガーネット結晶シンチレータを製造する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10197685B2 (ja)
EP (1) EP3176292A1 (ja)
JP (2) JP6978157B2 (ja)
KR (1) KR101970602B1 (ja)
CN (1) CN106978629A (ja)
RU (1) RU2670865C2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102604256B1 (ko) * 2022-10-17 2023-11-20 한국전기연구원 하이브리드 섬광체 기반 엑스선 디텍터

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10961452B2 (en) * 2015-12-01 2021-03-30 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method for controlling gallium content in gadolinium-gallium garnet scintillators
CN107245759A (zh) * 2017-06-19 2017-10-13 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种铈离子掺杂多组分石榴石结构闪烁晶体的生长方法
JP2019082409A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 国立大学法人千葉大学 Ｐｅｔ装置用シンチレーター及びこれを用いたｐｅｔ装置
CN108046768B (zh) * 2017-12-23 2020-05-05 东北大学 双掺杂稀土离子的钆镓铝闪烁陶瓷及其制备方法
RU2682554C1 (ru) * 2017-12-28 2019-03-19 Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" Способ получения поликристаллических сцинтилляционных материалов в форме порошков
CN108329029B (zh) * 2018-04-16 2020-12-15 厦门迈通光电有限公司 一种低温烧结闪烁体材料及其制备方法
JP6881391B2 (ja) * 2018-05-24 2021-06-02 信越化学工業株式会社 焼結用複合酸化物粉末の製造方法及び透明セラミックスの製造方法
CN108947530A (zh) * 2018-08-10 2018-12-07 桂林电子科技大学 一种石榴石结构低介电透明RexGd3-xAl3Ga2O12微波陶瓷及其制备方法
CN109444945A (zh) * 2018-11-08 2019-03-08 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种低串扰x射线探测器
KR20200134304A (ko) * 2019-02-04 2020-12-01 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 가돌리늄-갈륨 가넷 신틸레이터에서 갈륨 함량을 조절하는 방법
CN110092411B (zh) 2019-06-13 2021-01-15 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种含镓石榴石结构闪烁晶体的多晶料合成装置及合成方法
WO2021031139A1 (zh) * 2019-08-21 2021-02-25 眉山博雅新材料有限公司 多组分石榴石结构闪烁晶体生长方法及设备
CN111253152B (zh) * 2020-01-21 2022-06-17 徐州凹凸光电科技有限公司 一种快衰减高光效闪烁材料及其制备方法
CN111850685A (zh) * 2020-06-18 2020-10-30 同济大学 一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体及其制备方法
CN112281215B (zh) * 2020-09-30 2021-06-15 中国电子科技集团公司第二十六研究所 Ce掺杂钆铝镓石榴石结构闪烁晶体提高发光均匀性、降低余晖的方法及晶体材料和探测器

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH613129A5 (ja) * 1975-06-11 1979-09-14 Prolizenz Ag
FR2469477A1 (fr) * 1979-11-09 1981-05-22 Rhone Poulenc Ind Procede de fabrication de grenat polycristallin, grenat polycristallin et monocristal correspondant
CA2042263A1 (en) * 1990-06-29 1991-12-30 Charles D. Greskovich Transparent polycrystalline garnets
CA2042147A1 (en) * 1990-06-29 1991-12-30 Veneta G. Tsoukala Hole-trap-compensated scintillator material
CN1171973C (zh) 1997-12-24 2004-10-20 株式会社日立医药 磷光体和使用此磷光体的辐射探测器及使用此磷光体的x射线ct装置
US6246744B1 (en) 1999-05-06 2001-06-12 General Electric Company Cubic garnet host with PR activator as a scintillator material
US6361735B1 (en) 1999-09-01 2002-03-26 General Electric Company Composite ceramic article and method of making
US6793848B2 (en) * 2001-10-11 2004-09-21 General Electric Company Terbium or lutetium containing garnet scintillators having increased resistance to radiation damage
US7812077B2 (en) 2003-12-17 2010-10-12 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polyester compositions, method of manufacture, and uses thereof
CN101084290B (zh) * 2004-12-21 2012-07-18 日立金属株式会社 荧光材料以及其制造方法，使用荧光材料的放射线检测器，与x射线ct装置
US7711022B2 (en) 2005-12-13 2010-05-04 General Electric Company Polycrystalline transparent ceramic articles and method of making same
US7560046B2 (en) * 2005-12-22 2009-07-14 General Electric Company Scintillator material and radiation detectors containing same
RU2324018C2 (ru) 2006-04-07 2008-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и технологический институт оптического материаловедения Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (ФГУП "НИТИОМ ВНЦ "ГОИ им. С.И. Вавилова") Серийный способ выращивания кристаллов галлий-скандий-гадолиниевых гранатов для пассивных лазерных затворов
JP4292421B2 (ja) 2006-04-27 2009-07-08 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
CN102838992A (zh) 2007-03-26 2012-12-26 通用电气公司 闪烁体及其制造方法
US8309640B2 (en) 2008-05-23 2012-11-13 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. High dielectric constant laser direct structuring materials
US8450412B2 (en) 2009-12-22 2013-05-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Flame retardant polyamide composition, method, and article
CN103380194A (zh) * 2011-01-31 2013-10-30 古河机械金属株式会社 闪烁体用石榴石型晶体和使用该石榴石型晶体的放射线检测器
CN104169392B (zh) 2012-03-15 2016-06-22 株式会社东芝 固体闪烁体、放射线检测器及放射线检查装置
US9145517B2 (en) 2012-04-17 2015-09-29 General Electric Company Rare earth garnet scintillator and method of making same
KR101691964B1 (ko) 2012-09-28 2017-01-02 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 개선된 이형 폴리카보네이트 조성물
DE112014000521B4 (de) * 2013-01-23 2023-05-11 University Of Tennessee Research Foundation Vorrichtung umfassend einen szintillator vom granat-typ und einen photodetektor sowie verfahren umfassend die verwendung dieser vorrichtung
WO2015118533A1 (en) 2014-02-04 2015-08-13 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd Methods for fabricating 3-dimentional scintillators
RU2670919C9 (ru) * 2014-05-01 2018-12-12 Тохоку Техно Арч Ко., Лтд. Люминофор и детектор излучения
US10150914B2 (en) * 2015-11-25 2018-12-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Ceramic phoswich with fused optical elements, method of manufacture thereof and articles comprising the same
US9650569B1 (en) 2015-11-25 2017-05-16 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method of manufacturing garnet interfaces and articles containing the garnets obtained therefrom

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102604256B1 (ko) * 2022-10-17 2023-11-20 한국전기연구원 하이브리드 섬광체 기반 엑스선 디텍터

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020007554A (ja) 2020-01-16
JP7438689B2 (ja) 2024-02-27
RU2016146848A3 (ja) 2018-05-30
US10197685B2 (en) 2019-02-05
US20170153335A1 (en) 2017-06-01
CN106978629A (zh) 2017-07-25
JP2017105993A (ja) 2017-06-15
RU2016146848A (ru) 2018-05-30
EP3176292A1 (en) 2017-06-07
KR101970602B1 (ko) 2019-04-19
KR20170070811A (ko) 2017-06-22
RU2670865C2 (ru) 2018-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6978157B2 (ja) 結晶シンチレータを製造する方法
US10961452B2 (en) Method for controlling gallium content in gadolinium-gallium garnet scintillators
CN105102693B (zh) 钾冰晶石类型闪烁体材料的制备
DE60320135T2 (de) Herstellung von blockformen aus einem seltenerdhalogenid, dadurch hergestellte blockformen, ihre verwendung zur herstellung von einkristallen und dadurch hergestellte einkristalle
US9187845B2 (en) Method for preparing single-crystal cubic sesquioxides and uses thereof
US8778225B2 (en) Iodide single crystal, production process thereof, and scintillator comprising iodide single crystal
CZ200615A3 (cs) Monokrystal LuAG: Pr pro výrobu scintilacních detektoru a pevnolátkových laseru a jejich výroba
JP2022511215A (ja) 環境に優しいフッ化物ナノ材料の規模化製作方法
US11155932B2 (en) Method for producing piezoelectric single crystal ingot and piezoelectric single crystal ingot
CN102443844A (zh) 在稀土氧正硅酸盐晶体的生产过程中晶体生长不稳定性的抑制
JP2021518866A (ja) ガドリニウム−ガリウム−ガーネットシンチレータ中のガリウム含有量を制御するための方法
US8496851B2 (en) Scintillation materials in single crystalline, polycrystalline and ceramic form
JP5293602B2 (ja) 単結晶シンチレータ材料およびその製造方法
RU2020132464A (ru) Способ контроля содержания галлия в сцинтилляторах из гадолиний-галлиевых гранатов
JP4148745B2 (ja) 希土類付活弗化ハロゲン化バリウム系蛍光体前駆体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170421

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180703

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181130

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190809

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20190809

C11 Written invitation by the commissioner to file amendments

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C11

Effective date: 20190820

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190913

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20190917

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20191108

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20191112

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20200121

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20200310

C13 Notice of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13

Effective date: 20200324

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20200414

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200622

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200722

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200818

C13 Notice of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13

Effective date: 20201124

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210216

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210322

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20210413

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210423

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210520

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20210803

C23 Notice of termination of proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23

Effective date: 20210831

C03 Trial/appeal decision taken

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03

Effective date: 20211012

C30A Notification sent

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012

Effective date: 20211012

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6978157

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150