NAIST 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学領域 ~光ナノサイエンス~

センシングデバイス研究室の岡田豪助教が第56回セラミックス基礎科学討論会においてBest Presentation Award(国際賞)を受賞

2018年1月11~12日に開催された「第56回セラミックス基礎科学討論会」(主催: 日本セラミックス協会 基礎科学部会、 共催: 物質・材料研究機構)において、センシングデバイス研究室の岡田豪助教がBest Presentation Award(国際賞)を受賞しました。同賞は、国際セッションにエントリーされた35歳未満の若手研究者による発表(英語口頭発表)24件の中から最も優れた発表1件に与えられるものです。

Development of Rare-earth-doped Garnet Scintillators Emitting NIR Light

Go Okada(助教)、Masaki Akatsuka(M1)、Noriaki Kawaguchi(准教授)、Takayuki Yanagida(教授)

この度は、第56回セラミックス基礎科学討論会において名誉あるBest Presentation Award(国際賞)を頂き、大変光栄に思っております。今回の受賞にあたりまして指導を頂いた柳田教授や共同研究として関わって頂いた中部電力原子力安全技術研究所の関係者の方々に深く感謝申し上げます。

シンチレータとは放射線エネルギーを「光」に変換する蛍光体であるが、従来のシンチレータは近紫外や可視光に変換するものが殆どであった。一方、本研究では近赤外光に変換するシンチレータを開発した。近赤外光に変換するシンチレータは従来のシンチレータでは困難であった高線量の放射線計測や生体イメージングへの応用に期待される。本研究で作製したシンチレータ材料はガーネット結晶(Y3Al5O12およびY3Al2Ga3O12)に異なった濃度の希土類イオン6種(Nd, Sm, Ho, Er, TmおよびYb)を添加したものであり、全60種類にのぼる。これらシンチレータを総合的に評価したところ、全体的にY3Al2Ga3O12よりもY3Al5O12をホストとした場合にシンチレーション強度が高い事がわかり、その最適添加濃度はおよそ5-10%であった。また、最も効果的な希土類イオンはNd, SmおよびYbである事が確認された。これらシンチレーション過程をRobbinsモデルに基づいて解析した結果、シンチレーション強度はエネルギー移動効率および発光中心の発光効率(フォトルミネッセンス量子収率)に強く依存する事が確認された。さらに、エネルギー移動効率は結晶の品質に殆ど依存しない事が明らかになり、一方で添加した希土類イオンの種類に依存する事が明らかとなった。この事より、高いシンチレーション強度を得る為には発光中心として適切な希土類イオンを選択する必要があるという新たな知見が得られた。

 

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