JPH0218396A - タングステン酸カドミウム単結晶の育成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線またはγ線等の放射線検出器に用いられ
るシンチレータに有用なるタングステン酸カドミウム単
結晶の育成方法に関する。

（従来の技術） 近年、医療分野および産業分野において、診断および非
破壊検査にコンピュータ断層撮影（ＣＴ：Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が有効な手段として
用いられている。このコンピュータ断層撮影装置に用い
られる放射線検出器としては、シンチレータと光電変換
器とを組合せたものがよく知られている。

今日、コンピュータ断層撮影装置に求められる画像処理
時間の短縮化や高解像度化への強い要望からシンチレー
タとしては、短残光性、高発光効率をもつ酸化物単結晶
が検討されている。タングステン酸カドミウム（ＣｄＷ
Ｏ，）単結晶は、実効原子量が大きくシンチレータとし
て求められる高い発行効率、短残光性を有しており、し
かも温度特性がすぐれていることから、シンチレータと
して有望視されており一部実用化されている。

タングステン酸カドミウム単結晶は、通常、融液からの
回転引上法（チョクラルスキー法）により育成される。

育成された単結晶は所定の大きさに切断加工されシンチ
レータとして用いられる。

しかしながら、タングステン酸カドミウム単結晶は襞間
性が強く５面（０１０）に沿って割れやすいという特徴
を持つ、チョクラルスキー法によりタングステン酸カド
ミウム単結晶を引き上げる場合には、結晶引き上げ中に
ｂ面による割れが発生し、結晶の一部が溶液に落下する
のを防ぐためにｂ面を側面とする引き上げ軸をもって引
き上げを行う、結晶径が小さい場合には割れの無い結晶
を得られるが、５０ｍ以上となると得られた結晶は結晶
冷却時に第２図に示すようにｂ面に）に沿った割れ■お
よびその割れから派生する小さな割れが５面以外の面に
伝播、発生する。このｂ面に沿った割れは１．つとは限
らず結晶内に数カ所発生することも確認されている０割
れを持つ結晶を切断加工しシンチレータを切りだすのは
シンチレータ寸法の制約上、一つの結晶から取れるシン
チレータ札 数を制限し歩留りを悪くするが、割句が激しい場合には
シンチレータ素子を得ることができすくなる。

（発明が解決しようとするｍ題） このように、シンチレータとしてタングステン酸カドミ
ウム単結晶を用いる場合には割れを防ぎ歩留りを向上さ
せることが望まれている。

本発明は結晶冷却時の割れを防ぎ、シンチレータ素子の
歩留りを向上させることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明はタングステン酸カドミウム単結晶のｂ面を側面
とする引き上げにおいて１図に示す肩開き角０を８０°
〜１２０°とすることを特徴とする単結晶育成方法であ
る。

（作用） 第１図にチョクラルスキー法により育成した単結晶のｂ
面に垂直な断面図を示す。■は種結晶、■は直胴部を示
している。肩開き角は図中でＯで表される。実際の結晶
では種結晶から育成される肩部は、曲率を持ちながら滑
らかに種結晶から肩部を形成し、肩部から直胴部に移行
する範囲も、曲率を持ちながら育成される。しかし、垂
直断面において種結晶、肩部、直胴部を滑らかな曲線で
表した場合にその最大開き角を肩開き角θととることが
できる。しかし、チョクラルスキー法により引き上げら
れたタングステン酸カドミウム単結晶は成長速度の方位
依存性を持つため結晶全体にわたって横断面は真円とは
ならず肩開き角θは結晶の方位により異なる値を取るの
で、肩開き角θとしては垂直断面における最大開き角の
平均値を取ることにより定義することができる。

通常、早く太らせ直胴部を形成した方が作業効率が高い
ために大きなＯが用いられている。

本発明者等はｂ面を側面とする引き上げ法において肩開
き角０と割れ発生率の関係を調べたところ両者の間にあ
る関係が存在することを発見した。

すなわち、θが１２５°以上では、結晶冷却時において
割れが発生し、しかも、肩開き角θが大きい場合にはｂ
面に沿った割れの数も多いが、肩開き角θが１２０＠以
下では割れが発生しないことを見出した。

一方、タングステン酸カドミウム単結晶をチョクラルス
キー法により育成する場合には、タングステン酸カドミ
ウム融液からの酸化カドミウム（ＣｄＯ）の蒸発が組成
変化をもたらし、引き上げられた単結晶から取られたシ
ンチレータの性能を悪化させるという問題がある。肩開
き角０を小さく、すなわち、肩部の育成に時間を掛け、
融液面と大気の接触時間を長くすることは融液からの酸
化カドミウムの蒸発を多くすることになり、上記の組成
変化の観点からして妥当でない。この組成変化を押える
ためには原料溶融後１０時間以内に直胴部を形成する必
要があり、８０°以上の肩開き角０で育成することが必
要である。

（実施例） 以下１本発明の実施例について説明する。

実施例１ 直径７５ｗｍのタングステン酸カドミウム単結晶を８０
ｓ以上、　　１１５’以下の肩開き角θで５本育成した
ところ１割れの発生は認められなかった。

実施例２ 直径７５ｍのタングステン酸カドミウム単結晶を１１５
°から１２０”の範囲の肩開き角で６本育成したところ
割れの発生は認められなかった。

実施例３ 直径７５■のタングステン酸カドミウム単結晶を１２０
０から１２５”の範囲の肩開き角Ｏで６本育成したとこ
ろ、５面に沿った割れを１カ所有するものが４本確認さ
れた。

実施例４ タングステン酸カドミウム単結晶を直径７５ｍ＋、肩開
き角θを１２５°から１４０°の範囲で８本引き上げを
行ったところ、全ての結晶に５面に沿った割れ、および
、そこから派生する割れが認められた。

５面に沿った割れはひとつの結晶につき１カ所又は２カ
所であった。

実施例５ 肩開き角０を１４０°から１６０’の範囲で直径７５薗
のタングステン酸カドミウム単結晶を３本引き上げたと
ころ、５面に沿った割れが１本の結晶につき４カ所から
８力所発生し、そこから派生する割れも激しく結晶から
シンチレータ素子を取ることができなかった。

ここで、−上記各実施例でのタングステン酸カドミウム
単結晶を肩開き角θと割れ発生率を第１表に示す。この
表から明らかなように肩開き角θを１２５°以１；にし
た場合に割れ発生率は１００％となり育成された結晶す
べてに割れが発生していた。しかし、眉開き角Ｏが１２
０°以下の場合には割れ発生率が０％と、割れ発生は認
められながった。

第１表 実施例６ 直径６０ｎｙｎのタングステン酸カドミウム単結晶を肩
開き角Ｏを約１２５°で６本引き上げを行ったところ、
ｂ軸に沿った割れを１カ所有するものが３本確認された
。

一方、肩開き角０を約１２０’で４本引き上げを行った
ところ、割れの発生はなかった。

実施例７ 直径りＯｉｎ＋のタングステン酸カドミウム単結晶を肩
開き角０を約１２５°で６本引き上げを行ったところ、
ｂ軸に沿った割れを１カ所又は２カ所有するものが６本
確認された。

一方、肩開き角Ｏを約１１５°で６本引き上げを行った
ところ、１本のみ割れの発生が確認された。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のタングステン酸カドミウム
単結晶の育成方法によれば、割れを防ぐことができ、シ
ンチレータ素子の歩留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の育成方法により得られたタンα）・・
・種結晶 ■・・・直胴部 ０・・・割れ ■・・・肩部 は）・・・ｂ而 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 酸カドミウム単結晶を示す正面図、第３図は結晶直径と
肩開き角における割れの発生する境界をグラフで示す図
である。 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　チョクラルスキー法によりｂ軸を側面とする引上げで
   育成する方法において、肩開き角θを８０゜〜１２０゜
   とすることを特徴とするタングステン酸カドミウム単結
   晶の育成方法。