電子状態解析に基づくガドリニウム含有新規結晶シンチレーターの特性改善
【研究分野】無機材料・物性
【研究キーワード】
シンチレーター / 分光学 / 結晶欠陥 / シンチレータ / Ce:GAGG / 赤外分光 / 放射光 / 自由電子レーザー / 電子捕獲中心 / 二価金属イオン共添加 / 電子トラップ
【研究成果の概要】
本研究では三価セリウムイオンを含むGd3Al2Ga3O12(Ce:GAGG)結晶のシンチレーション特性改善を目指して，浅い電子捕獲中心の起源を分光学的手法を用いて調べた。浅い電子捕獲中心は酸素空格子を伴ったGd2+イオンであることが判明した。Gd2+イオンはガーネットのBサイトを占めるアンチサイト欠陥であり，Bサイトのカチオン欠損によって生じることを第一原理計算により明らかにした。Ce:GAGG結晶のシンチレーション特性の改善にはカチオン欠損を減らさなければならず，そのためには二価マグネシウムイオンの共添加が有効であることを見出した。
【研究代表者】