JP7204633B2 - シンチレータ、その製造方法及びそれを含有する物品 - Google Patents
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Description
M1 aM2 bM3 cM4 dO12 (1)
上記式において、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す。a、b、c及び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の値を有する。ここで、「約」とは、所望の数値より±10%の逸脱と定義される。bとc、bとd、又はcとdとは、同時に共に0であることはできない。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つを含有してなる。ここで、同一の構造式を有する2つの組成物は、互いに隣り合わず、単一のブロックは、異なる組成物の間に光学的界面を有していない。
M1 aM2 bM3 cM4 dO12 (1)
(上記式において、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す。a、b、c及び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の値を有する。bとc、bとd、又はcとdとは、同時に0であることはできない。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つを含有してなる。ここで、同一の構造式を有する2つの組成物は、互いに隣り合わず、単一のブロックは、異なる組成物の間に光学的界面を有していない。);
これら複数の組成物を圧縮して互いの中に押し込み;そして、
これら組成物をアニールして、異なる組成物間に光学的界面を有しない単一ブロックとする;
ことを含有してなる方法が提供される。
て簡単に説明する。
有雰囲気下で実行される。所望ならば、酸素雰囲気以外の雰囲気を用いてもよい。
M1 aM2 bM3 cM4 dO12 (1)
(上記式において、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す。a、b、c及びdの合計は、約8であり、ここで、「約」とは、所望の数値より±10%の逸脱と定義される。aは、約2~約3.5、好ましくは約2.4~約3.2、より好ましくは約3.0の値を有し、bは、0~約5、好ましくは約2~約3、より好ましくは約2.1~約2.5の値を有し、ここで、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、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、更に好ましくは約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。用語「約」は、所定の値から±10%の逸脱を表わす。
方、第二の粉末化組成物104は、前記第一の構造式とは異なる第二の構造式(1)を有する。言い換えれば、第一の粉末化組成物は、第二の粉末化組成物とは、化学的に異なっている。このように、構造式(1)に関して、それぞれ、それに最も近い隣接化合物とは異なる組成を有する「n」個の異なる組成物は、お互いに隣接して配置され、次いで、圧力及びアニーリングに付されて反射界面のないガーネットを形成する。数値nは、100までの、2~30又はそれ以上の、3~10又はそれ以上のそして4~6以上の整数である。
3は、生じたガーネットが2つの異なる方向に配列された異なる組成物を有する実施態様を示す。幾つかの実施態様においては、異なる方向は、互いに直角であってもよい。他の実施態様では、異なる方向は、互いに対して90度を超え又は90度未満の角度をなしていてもよい。角度は、異なる組成物の質量中心を結ぶ線によって測定することができる。
に基づくアプローチによっても製造することができる。ゾル-ゲル アプローチでは、第一の組成物及び第二の組成物の両方とも、所望のガーネット組成を有するゲルを含有する。ゲルは、典型的には金属アルコキシド、金属ハロゲン化物等から調製されたゾルから製造される。酸性又は塩基性触媒を用いて金属アルコキシド間の反応を促進してもよい。例えば、アルコールのような溶媒を、異なる金属を相溶させるために使用してもよい。
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。
102 :第一の粉末化組成物
102A:中間組成の領域
103 :粉末化組成物
104 :第二の粉末化組成物
104A:中間組成の領域
105 :粉末化組成物
106 :粉末化組成物
Claims (18)
- 下記構造式(1)を有する複数のガーネット組成物を単一ブロック中に含有してなるシンチレータであって、
前記構造式(1)において含有される元素の組み合わせが同一であり、全ての元素をそれぞれ同一の比率で含有する2つのガーネット組成物は互いに隣り合わず、
相異なる前記構造式(1)を有する第一のガーネット組成物及び第二のガーネット組成物が互いに隣接しており、
ここで、前記互いに隣接する前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物が、これらを構成する元素のうち、酸素以外の元素の少なくとも一部について同一の元素を相異なる比率で含有しており、
互いに隣接する前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物の間の界面が、前記第一のガーネット組成物から前記第二のガーネット組成物へ漸進的に変化する組成を有する複数のガーネット組成物を含有し、
前記第一のガーネット組成物と第二のガーネット組成物との間の界面において、各ガーネット組成物の各粒子が相互に融合しており、
前記単一のブロックは、互いに隣接する前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物の間に光学的界面を有していない
シンチレータ。
M1 aM2 bM3 cM4 dO12(1)
上記式において、
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及びdの合計は、8であり、
aは、2~3.5の値を有し、
bは、0~5の値を有し、
cは、1~4の値を有し、
dは、0~1の値を有し、
ここで、bとdとは、同時に共に0であることはできず、
M1は、ガドリニウム、イットリウム、ルテチウム及びスカンジウムからなる群から選ばれる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、そして、
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、マグネシウム、カルシウム、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、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つを含有してなる。 - M2がアルミニウムである請求項1に記載のシンチレータ。
- aが、2.4~3.2の値を有し、
bが、2~3の値を有し、
cが、1~4の値を有し、
dが、0.001~0.5の値を有する
請求項1に記載のシンチレータ。 - aが、3の値を有し、
bが、2.1~2.5の値を有し、
cが、2~3の値を有し、
dが、0.003~0.3の値を有する
請求項1に記載のシンチレータ。 - 前記複数のガーネット組成物が、ブロック製造のための圧力の付与の前に、粉末形状又はゲル形状である請求項1に記載のシンチレータ。
- 前記複数のガーネット組成物が、ガドリニウム-アルミニウム-ガリウム ガーネット、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、ガドリニウム-スカンジウム-ガリウム ガーネット又はガドリニウム-ルテチウム-アルミニウム-ガリウム ガーネットを含有してなる請求項1に記載のシンチレータ。
- 前記シンチレータが、Gd3Al2Ga3O12及びGd3Al3Ga2O12を含有してなる請求項1に記載のシンチレータ。
- 前記シンチレータが、Gd2.5Y0.5Al2Ga3O12及びGd2.5Y0.5Al3Ga2O12を含有してなる請求項1に記載のシンチレータ。
- 前記複数のガーネット組成物がn個(nは、2~100である。)の異なるガーネット組成物を含有してなる請求項1に記載のシンチレータ。
- 前記複数のガーネット組成物が2以上の異なる方向に配列されている請求項1に記載のシンチレータ。
- 請求項1に記載のシンチレータを有する物品。
- 陽電子放出断層撮影(PET)又はコンピュータ断層撮影(CT)又は単一光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)の機械である請求項11に記載の物品。
- それぞれ下記構造式(1)を有する複数のガーネット組成物を互いに隣り合わせて配置し(ここで、前記複数のガーネット組成物のうち互いに隣接する第一のガーネット組成物と第二のガーネット組成物とは相異なる構造式(1)を有しており、前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物は、これらを構成する元素のうちの酸素以外の元素の少なくとも一部について、同一の元素を異なる比率で含有している。)、
M1 aM2 bM3 cM4 dO12(1)
(上記式において、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及びdの合計は、8であり、aは、2~3.5の値を有し、bは、0~5の値を有し、cは、1~4の値を有し、dは、0~1の値を有し、b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、ルテチウム及びスカンジウムからなる群から選ばれる希土類元素又はこれらの任意の組合せであり、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、マグネシウム、カルシウム、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、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つを含有してなる。);
これら複数のガーネット組成物を圧縮して互いの中に押し込み;
これら複数のガーネット組成物をアニールして、アニーリングの間に、前記第一のガーネット組成物と前記第二のガーネット組成物との間の界面において、前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物からの分子を互いの方向に拡散させて、2つのガーネット組成物の間の界面に、前記第一のガーネット組成物から前記第二のガーネット組成物へ漸進的に変化する組成を有する複数のガーネット組成物を含有させ、そして、
前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物の粉末内で結晶粒界成長を起こさせ、前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物の各粒子を互いに融合させて、前記互いに隣接する前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物の間の光学的界面を消失させて、前記第一のガーネット組成物及び前記第二のガーネット組成物の間に光学的界面を有しない単一ブロックを形成する;
ことを含有してなるシンチレータの製造方法。 - 前記互いに隣り合う複数のガーネット組成物が、圧縮して互いの中に押し込まれる前に、粉末形状、ゲル形状又は粉末及びゲルの形状である請求項13に記載の方法。
- 圧縮及びアニーリングが同時に実施される請求項13に記載の方法。
- M1がガドリニウムである請求項13に記載の方法。
- アニーリングが500℃~1,750℃の温度で実行される請求項13に記載の方法。
- 圧縮が1MPa~500MPaの圧力で実行される請求項13に記載の方法。
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