高効率かつ高速で放射線を検出する金属錯体ナノ粒子分散系のシンチレータ開発

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固体で高い発光量子を持つテトラフェニルエチレン誘導体1,1,2,2-Tetrakis(4-(pyridin-4-yl)phenyl)ethene (TPPE) を配位子として持つ亜鉛錯体Zn(TPPE)を対象化合物とし、ナノ粒子化を検討した。Zn(TPPE)は、激しく攪拌したTPPE-トルエン溶液にZnCl2-メタノール溶液を滴下し、その後、2時間室温で静置することで得た。生成物の元素分析から塩素が検出されたことから金属錯体を形成していることを確認した。また、Zn(TPPE)は40 nm程度の球形粒子として生成したことを走査型電子顕微鏡像から確認し、また粉末法X線回折（pXRD）パターンはハロパターンであったことからアモルファス性であることがわかった。得られたZn(TPPE)ナノ粒子は466 nmに極大発光波長を持ち、その発光量子収率は75%と高輝度発光を示すことがわかった。また、X線（Moターゲット, 80 kV, 1.2 mA）励起によるシンチレーションスペクトルでは、あまり良好なスペクトルは得られず、ナノ粒子の凝集により効率的な発光が得られなかったことが原因と考えた。そこで、得られた亜鉛錯体ナノ粒子のポリマー分散を検討した。1 mM Zn(TPPE)ナノ粒子のトルエン分散液(2 mL)にポリスチレン(0.5 mg)を溶解させ、その混合溶液を型に入れ70 ℃で72時間保持し、トルエンを留去した。得られたZn(TPPE)ナノ粒子分散スチレンポリマーの発光スペクトルはトルエン分散液のスペクトルと同様に得られ、またシンチレーションスペクトルも良好に得ることができた。