JP4702767B2 - 放射線検出用Lu3Al5O12結晶材料の製造方法及び放射線検出用(ZxLu1−x)3Al5O12結晶材料の製造方法 - Google Patents
放射線検出用Lu3Al5O12結晶材料の製造方法及び放射線検出用(ZxLu1−x)3Al5O12結晶材料の製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明の第4の態様は、第3の態様において、前記ガーネット種結晶が、Y 3 Al 5 O 12 であることを特徴とする放射線検出用(Z x Lu 1−x ) 3 Al 5 O 12 結晶材料の製造方法にある。
純度99.99%の市販のバルク粉砕原料であるLu2O3とAl2O3とCeO2とのモル比率が2.985mol%対5.00mol%対0.03mol%からなる混合物を攪拌混合し、坩堝内に充填した。それをそのまま単結晶作成炉内に置き、N2ガスでその炉内の空気を十分に置換した後、12時間かけて2000℃まで加熱した。引き続き、N2雰囲気下でその混合物の温度が2050℃になるまで加熱して坩堝内の混合物が融解して融液になったことを確認した後に、その融液にYAGからなるガーネット種結晶(融点1940℃)を接触させ、そのガーネット種結晶を鉛直方向に引上げ速度5〜10mm/hで素早く引上げを開始し、結晶が成長していることを確認した後、引上げ速度1.5mm/h、回転数10rpmで引上げ、結晶を成長・作製した。作製した結晶は、直径30mm、長さ約50mmで、気泡、クラック及びスッキャッタリングセンターなどがなく、黄色透明かつ高品質な、Ceで賦活されたLu3Al5O12(Ce:LuAG)結晶であった。
純度99.99%の市販のバルク粉砕原料であるLu2O3とAl2O3とCeO2とのモル比率が2.985mol%対5.00mol%対0.03mol%からなる混合物を攪拌混合した。その混合物をゴムチューブに充填した後、静水圧プレスで直径10mm、長さ80mmに圧縮成形した後、大気中1400℃で焼成した。次に、N2雰囲気下でその混合物を2050℃まで加熱して、その混合物が融解して融液となったことを確認した後に、その融液にYAGからなるガーネット種結晶(融点1940℃)を接触させ、そのガーネット種結晶を鉛直方向に引下げ速度5〜10mm/hで素早く引下げを開始し、結晶が成長していることを確認した後、引下げ速度1.5mm/h、回転数10rpmで引下げ、結晶を成長・作製した。作製したガーネット結晶は、直径6mm、長さ約40mmで、気泡、クラック及びスッキャッタリングセンター等がなく、黄色透明かつ高品質なCe:LuAG結晶であった。
実施例2で得られたCe:LuAG結晶を粉末にし、X線回折測定を行った。図1及び図2に得られたX線回折スペクトルを示す。ここで、●はJCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards)に掲載されているLuAG単結晶のX線回折データを示す。図1及び図2に示すように、得られたCe:LuAG結晶のX線回折データは、CeO2に起因するピークはなく、JCPDSに掲載されているLuAG単結晶のX線回折データと一致し、得られたCe:LuAG結晶がCe:LuAG単結晶であることを確認した。
Claims (4)
- Lu3Al5O12結晶材料の製造方法において、前記Lu3Al5O12結晶とは異なるが融点が当該Lu3Al5O12結晶と同一又はそれよりも150℃以内の範囲で低い融点を有し且つEr 3 Al 5 O 12 、Tm 3 Al 5 O 12 、Ho 3 Al 5 O 12 、及びY 3 Al 5 O 12 からなる群から選択される1つからなるガーネット種結晶を用いて、前記Lu3Al5O12結晶を作製することを特徴とする放射線検出用Lu3Al5O12結晶材料の製造方法。
- 請求項1において、前記ガーネット種結晶が、Y 3Al5O12であることを特徴とする放射線検出用Lu3Al5O12結晶材料の製造方法。
- Lu 3 Al 5 O 12 結晶を構成するLuの一部が、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tmのうち少なくとも一種以上の元素Zによって置換され、(ZxLu1−x)3Al5O12(0<x<0.5)で表されるガーネット系結晶材料の製造方法において、前記(Z x Lu 1−x ) 3 Al 5 O 12 結晶とは異なるが融点が当該(Z x Lu 1−x ) 3 Al 5 O 12 結晶と同一又はそれよりも150℃以内の範囲で低い融点を有し且つEr 3 Al 5 O 12 、Tm 3 Al 5 O 12 、Ho 3 Al 5 O 12 、及びY 3 Al 5 O 12 からなる群から選択される1つからなるガーネット種結晶を用いて、前記(Z x Lu 1−x ) 3 Al 5 O 12 結晶を作製することを特徴とする放射線検出用(Z x Lu 1−x ) 3 Al 5 O 12 結晶材料の製造方法。
- 請求項3において、前記ガーネット種結晶が、Y 3 Al 5 O 12 であることを特徴とする放射線検出用(Z x Lu 1−x ) 3 Al 5 O 12 結晶材料の製造方法。
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