JPWO2015166999A1 - 発光体及び放射線検出器 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、第1の本発明に係るシンチレータ、蛍光体等の発光体は、一般式CexRE3−xM5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.3、0≦y≦0.5あるいは0≦y≦-0.5、MはAl、Lu、Ga、Scから選ばれた1種又は2種以上、及びREはLa、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、少なくとも1種類以上の1価または2価の陽イオンを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含むことを特徴とする。
本発明に係る放射線検出器は、γ線、X線、α線、中性子線といった放射線や高エネルギーフォトンを吸収して発光する発光体と、前記発光体の発光を検出する受光器とを有する放射線検出器であって、前記発光体は、第1乃至第5の本発明に係る発光体であることを特徴とする。
本発明の実施の形態の発光体は、一般式CexRE3−xM5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.3、0≦y≦0.5あるいは0≦y≦-0.5、MはAl、Lu、Ga、Scから選ばれた1種又は2種以上、及びREはLa、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、少なくとも1種類以上の1価または2価の陽イオンを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含んでいる。
マイクロ引下げ法により、共添加しないGd2.985Ce0.015Ga3Al2O12の組成のガーネット型シンチレータ単結晶を作製した。得られた単結晶は、約3mmの直径および約15mmの長さを有し、黄色透明であった。Ce3+の4f5d準位からの発光が、520nm付近の波長に確認された。520nmでの拡散透過率は、1cmあたり92%であった。
マイクロ引下げ法により、Liをそれぞれ20000ppm共添加したGd2.985Ce0.015Ga3Al2O12の組成のガーネット型シンチレータ単結晶を作製した。得られた単結晶は、約3mmの直径および約15mmの長さを有し、黄色透明であった。Ce3+の4f5d準位からの発光が、520nm付近の波長に確認された。520nmでの拡散透過率は、1cmあたり70%であった。共添加しない比較例1の結晶に比べ、発光強度が40%低下した。
マイクロ引下げ法により、共添加しないLu2.985Ce0.015Al5O12の組成のガーネット型シンチレータ単結晶を作製した。この単結晶は、約3mmの直径および約15mmの長さを有し、黄色透明であった。Ce3+の4f5d準位からの発光が、480nm付近の波長に確認された。480nmでの拡散透過率は、1cmあたり90%であった。
マイクロ引下げ法により、共添加しないY2.985Ce0.015Al5O12の組成のガーネット型シンチレータ単結晶を作製した。この単結晶は、約3mmの直径および約15mmの長さを有し、黄色透明であった。Ce3+の4f5d準位からの発光が、480nm付近の波長に確認された。480nmでの拡散透過率は、1cmあたり90%であった。
実施例4の、Liを300ppm共添加したGd2.985Ce0.015Ga3.15Al2.1O12.375を、水素を3%含むアルゴン雰囲気中で、1000℃の温度域で、48時間アニールを行った。
マイクロ引下げ法により、共添加しないGd2.985Ce0.015Ga3Al2O12の組成のガーネット型シンチレータ単結晶を作製した。得られた単結晶は、約3mmの直径および約15mmの長さを有し、黄色透明であった。Ce3+の4f5d準位からの発光が、520nm付近の波長に確認された。520nmでの拡散透過率は1cmあたり92%であった。
マイクロ引下げ法により、Caをそれぞれ7500ppm共添加したGd2.985Ce0.015Ga3Al2O12の組成のガーネット型シンチレータ単結晶を作製した。得られた単結晶は、約3mmの直径および約15mmの長さを有し、黄色透明であった。Ce3+の4f5d準位からの発光が、520nm付近の波長に確認された。520nmでの拡散透過率は1cmあたり92%であった。共添加しない比較例1の結晶に比べ、発光強度が40%低下した。
マイクロ引下げ法により、共添加しないLu2.885Gd0.1Ce0.015Al5O12の組成のガーネット型シンチレータ単結晶を作製した。この単結晶は、約3mmの直径および約15mmの長さを有し、黄色透明であった。Ce3+の4f5d準位からの発光が、480nm付近の波長に確認された。480nmでの拡散透過率は1cmあたり90%であった。
実施例15のうち、Mgを300ppm共添加したGd2.985Ce0.015Ga3Al2O12を、水素を3%含むアルゴン雰囲気中で、1000℃の温度域で、24時間アニールを行った。
実施例15のうち、Mgを300ppm共添加したGd2.985Ce0.015Ga3Al2O12を、ダイヤモンド外周歯切断機を用いてφ3×3mm3のサイズに切断し、機械研磨法による鏡面研磨を行った。
実施例15のうち、Mgを300ppm共添加したGd2.985Ce0.015Ga3Al2O12を、ダイヤモンド外周歯切断機を用いてφ3×3mm3のサイズに切断した。
Claims (14)
- 一般式CexRE3−xM5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.3、0≦y≦0.5あるいは0≦y≦-0.5、MはAl、Lu、Ga、Scから選ばれた1種又は2種以上、及びREはLa、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、少なくとも1種類以上の1価または2価の陽イオンを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含むことを特徴とする発光体。
- 一般式CexRE3−xM5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.3、0≦y≦0.5あるいは0≦y≦-0.5、MはAl、Lu、Ga、Scから選ばれた1種又は2種以上、及びREはLa、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、Liを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含むことを特徴とする発光体。
- 一般式CexRE3−xAl5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.3、0<y≦0.5あるいは0<y≦-0.5、及びREはY、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、Mgを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含むことを特徴とする発光体。
- 一般式CexGd3−x(GazAl1−z)5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.3、0<y≦0.5あるいは0<y≦-0.5、0.49≦z≦0.7である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、LiあるいはMgを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含むことを特徴とする発光体。
- 原料を1000℃以上で熱処理することで得られ、20000photon/MeV以上の発光量かつ300ps以下の時間分解能を有し、燐光成分が0.5%以下であり、拡散透過率80%以上の透明体から成ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光体。
- 一般式Gd3−x−zCexREzM5O12(ただし、0.0001≦x≦0.1、0≦z<3、MはAl、Lu、Ga、Scから選ばれた1種又は2種以上、及びREはLa、Pr、Tb、Yb、Y、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、少なくとも1種類以上の1価または2価の陽イオンを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含むことを特徴とする発光体。
- 一般式Gd3−x−zCexREzM5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.1、0<y<0.5あるいは0<y<-0.5、0≦z<3、MはAl、Lu、Ga、Scから選ばれた1種又は2種以上、及びREはLa、Pr、Tb、Yb、Y、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有する発光体に対し、少なくとも1種類以上の1価または2価の陽イオンを、全陽イオンに対し、7000ppm以下のモル比で共添加したガーネット発光体を含むことを特徴とする発光体。
- 前記陽イオンとして、Mgを共添加したことを特徴とする請求項6または7記載の発光体。
- 原料を1000℃以上で熱処理することで得られ、40000photon/MeV以上の発光量かつ240ps以下の時間分解能を有する透明体から成ることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の発光体。
- 一般式CexRE3−xM5+yO12+3y/2(ただし、0.0001≦x≦0.3、0<y≦0.5あるいは0<y≦-0.5、MはAl、Lu、Ga、Scから選ばれた1種又は2種以上、及びREはLa、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Luから選ばれた1種または2種以上である)で表されるガーネット構造を有することを特徴とする発光体。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の発光体を製造後、酸素を含む雰囲気中または不活性ガス雰囲気中で、1000℃以上でアニールを行うことにより製造されることを特徴とする発光体。
- リン酸を含むエッチング液に浸すことによるエッチング処理によって、表面にエッチピットを有し、かつ垂直入射反射率8.5%以下の光沢性のない表面を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の発光体。
- 単結晶であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の発光体。
- γ線、X線、α線、中性子線といった放射線や高エネルギーフォトンを吸収して発光する発光体と、前記発光体の発光を検出する受光器とを有する放射線検出器であって、
前記発光体は、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の発光体であることを特徴とする放射線検出器。
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