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チャージトランスファー状態からの発光を利用した次世代シンチレータ単結晶材料の開発

利用电荷转移态发光开发下一代闪烁体单晶材料

基本信息

批准号：
15686001
负责人：
吉川彰
金额：
$ 19.14万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、医療用PET装置などに用いられているシンチレータの新たな発光中心として、Yb^<3+>のチャージトランスファー(CT)状態からの発光について検討した。Yb^<3+>イオンのシンチレーションはparity許容であることから遷移が早く、ホストにより特性が大きく異なることから、本研究では様々なホスト中での発光特性について研究を行った。研究室独自のマイクロ引下げ法を駆使して結晶のスクリーニングのみならず、結晶形状制御法の確立までを試みた。Lu_3Al_5O_<12>(LuAG)などのガーネット結晶、YAlO_3(YAP)などペロブスカイト結晶を中心に、アパタイト結晶、ボレート結晶などの結晶系にYbイオンをドープし、シンチレーション特性を評価した。その結果、CTからの発光は蛍光寿命が非常に早く、室温では、Yb:YAPにおいて0.6nsと、現在用いられているCe:LSOの40ns、BGOの300nsなどと比較して大きく上回ることが分かった。また、温度によって発光量および蛍光寿命が大きく変動し、室温では発光強度が低いものの寿命が非常に早く、低温では発光量・蛍光寿命ともに従来材料に匹敵する、あるいは上回る値を示した。蛍光寿命が温度により制御可能であることは従来のシンチレータには見られない特徴である。Ceをドープした結晶と異なり、結晶中にGa^<3+>イオンが存在しても発光すること、格子定数により発光波長が変化など、発光原理にかかわるいくつもの挙動も明らかとなった。次世代のPET装置では、TOF型PETで1nsを切る蛍光寿命をもつシンチレータ材、DOI型PETでわずかに寿命の異なる2種類のシンチレータ材料が必要とされており、今回の結果は、Yb系シンチレータがこれらのPET用シンチレータとして適していることを示している。また特にLuAG結晶については、μ-PD法により、角型などの形状制御技術の開発にも成功した。

In this study, the medical PET device is used in this study. In this study, the medical PET device is used in this study. In this study, the medical and medical PET devices are used in this study. Yb^ & lt;3+> devices are used in this study. Yb^ & lt;3+>

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Temperature dependence of the photoluminescence and scintillation decay of Yb3+-doped YAlO3 single crystals

DOI：
10.1063/1.1939081
发表时间：
2005-07
期刊：
Journal of Applied Physics
影响因子：
3.2
作者：
J. Pejchal;M. Nikl;J. B. Shim;A. Yoshikawa;T. Fukuda;A. Voloshinovskii;V. Múčka;D. Yoon
通讯作者：
J. Pejchal;M. Nikl;J. B. Shim;A. Yoshikawa;T. Fukuda;A. Voloshinovskii;V. Múčka;D. Yoon