(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎ
（式中、ｘ、ｙ、ｚは、下記（１）、（２）、（３）のいずれかの条件を満たす。
（１）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつｚ＝０の場合、０＜ｘ≦０．７、もしくは０＜ｙ≦０．８の少なくともどちらかの条件を満たす。
（２）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつ０＜ｚ＜１の場合、０＜ｘ≦０．８、もしくは０＜ｙ＜１の少なくともどちらかの条件を満たす。
（３）ｘ＝ｙ＝０の場合、０＜ｚ＜１の条件を満たす。
Ｉｎの含有量は、［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］に対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料。
【請求項２】
前記ｘ、ｙ、ｚは、下記（１）、（２）、（３）のいずれかの条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータ材料。
（１）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつｚ＝０の場合、０．１５≦ｘ≦０．４、もしくは０．０３≦ｙ≦０．２の少なくともどちらかの条件を満たす。
（２）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつ０＜ｚ＜１の場合、０．０５＜ｘ≦０．６、もしくは０．２５≦ｙ≦０．３３の少なくともどちらかの条件を満たす。
（３）ｘ＝ｙ＝０の場合、０．０７≦ｚ≦０．５の条件を満たす。
【請求項３】
一般式ＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎ
（式中、ｘが０＜ｘ≦０．７である。Ｉｎの含有量は、ＣｓＩ１−ｘＢｒｘに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料。
【請求項４】
前記ｘが０．１５≦ｘ≦０．４であることを特徴とする請求項３に記載のシンチレータ材料。
【請求項５】
一般式ＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎ
（式中、ｙが０＜ｙ≦０．８である。Ｉｎの含有量は、ＣｓＩ１−ｙＣｌｙに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料。
【請求項６】
前記ｙが０．０３≦ｙ≦０．２であることを特徴とする請求項５に記載のシンチレータ材料。
【請求項７】
一般式（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎ
（式中、ａが０＜ａ≦０．８である。Ｉｎの含有量は、（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料。
【請求項８】
前記ａが０．０５≦ａ≦０．６であることを特徴とする請求項７に記載のシンチレータ材料。
【請求項９】
一般式（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎ
（式中、ｂが０＜ｂ＜１である。Ｉｎの含有量は、（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料。
【請求項１０】
前記ｂが０．２５≦ｂ≦０．３３であることを特徴とする請求項９に記載のシンチレータ材料。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシンチレータ材料からなるシンチレータと、センサとを備える放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンチレータ材料に関するものである。特に放射線を可視光に変換するシンチレータ材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線診断用画像検出器として、照射されたＸ線を検出することにより、Ｘ線撮影像をデジタル信号として得るものが用いられている。この放射線検出器には、大きく分けて直接型Ｘ線検出器と、間接型Ｘ線検出器がある。間接型Ｘ線検出器とは、Ｘ線を蛍光体により可視光に変化させ、この可視光をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）フォトダイオードやＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）などの光電変換素子で電荷信号に変換させて画像を取得する検出器である。
【０００３】
間接型Ｘ線検出器の光電変換素子としてａ−Ｓｉを使用する場合、アモルファスシリコンは４５０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域に感度を有することから、４５０ｎｍから６５０ｎｍ程度の波長帯域に発光を示す蛍光体が求められる。
【０００４】
従来では、特許文献１に記載されているように、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）を添加したヨウ化セシウム：タリウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）が用いられている。ＣｓＩ：Ｔｌの発光ピーク波長は、Ｔｌの添加濃度により約５４０ｎｍから５６５ｎｍの間の波長帯域で変化する。例えば、図５（ａ）にＣｓＩ：Ｔｌシンチレータ材料におけるＴｌ添加濃度による発光スペクトルの変化を示す。ＣｓＩに対してＴｌを低濃度（０．０１０ｍｏｌ％）に添加した場合は約５４０ｎｍに発光ピークを示し、Ｔｌを高濃度（１．０ｍｏｌ％）に添加した場合は約５６５ｎｍに発光ピークを示す（図５（ａ）参照）。このように、ＣｓＩ：Ｔｌは、発光中心であるＴｌを高濃度添加することで発光波長を長波長シフトさせてａ−Ｓｉの受光感度に一致させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１５９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）に発光中心としてインジウム（Ｉｎ）を添加したシンチレータ材料（ＣｓＩ：Ｉｎ）も、ＣｓＩ：Ｔｌと同等にシンチレータとして機能する。しかしながら、本発明者らがＣｓＩ：Ｉｎ材料系を検討したところ、ＣｓＩに対してＩｎを低濃度（０．０１０ｍｏｌ％）と高濃度（１．０ｍｏｌ％）に添加した場合では発光スペクトルは変化せず、波長約５４４ｎｍで一定の発光を示すことが明らかになった（図５（ｂ）参照）。なお、図５（ｂ）は、ＣｓＩ：Ｉｎシンチレータ材料におけるＩｎ添加濃度による発光スペクトルの変化を示すものである。
【０００７】
すなわち、ＣｓＩ：Ｉｎは、ＣｓＩ：Ｔｌのように発光中心の添加濃度を増加させる方法では、発光波長を長波長シフトさせることができず、発光をａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域に合わせることができないという新規な課題を見出した。
【０００８】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、ＣｓＩ：Ｉｎ系のシンチレータ材料において、ａ−Ｓｉの受光感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は本発明の以下の構成により解決できる。
本発明に係るシンチレータ材料は、一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎ
（式中、ｘ、ｙ、ｚは、下記（１）、（２）、（３）のいずれかの条件を満たす。
（１）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつｚ＝０の場合、０＜ｘ≦０．７、もしくは０＜ｙ≦０．８の少なくともどちらかの条件を満たす。
（２）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつ０＜ｚ＜１の場合、０＜ｘ≦０．８、もしくは０＜ｙ＜１の少なくともどちらかの条件を満たす。
（３）ｘ＝ｙ＝０の場合、０＜ｚ＜１の条件を満たす。
Ｉｎの含有量は、［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］に対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るシンチレータ材料は、一般式ＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎ
（式中、ｘが０＜ｘ≦０．７である。Ｉｎの含有量は、ＣｓＩ１−ｘＢｒｘに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るシンチレータ材料は、一般式ＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎ
（式中、ｙが０＜ｙ≦０．８である。Ｉｎの含有量は、ＣｓＩ１−ｙＣｌｙに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るシンチレータ材料は、一般式（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎ
（式中、ａが０＜ａ≦０．８である。Ｉｎの含有量は、（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るシンチレータ材料は、一般式（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎ
（式中、ｂが０＜ｂ＜１である。Ｉｎの含有量は、（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）
で表される化合物からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＣｓＩ：Ｉｎ系のシンチレータ材料において、ａ−Ｓｉの受光感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１、２のシンチレータ材料において、ＣｌまたはＢｒの添加量と発光ピーク波長の関係を示す図である。
【図２】本発明の実施例１のシンチレータ材料の発光スペクトルとセンサ検出感度の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例２のシンチレータ材料の発光スペクトルとセンサ検出感度の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例３のシンチレータ材料の発光スペクトルとセンサ検出感度の関係を示す図である。
【図５】従来のＣｓＩ：Ｔｌ及びＣｓＩ：Ｉｎのシンチレータ材料の発光スペクトルの変化を示す図である。
【図６】本発明の実施例４、５、６のシンチレータ材料において、Ｒｂ、ＲｂＢｒ、ＲｂＣｌの添加量と発光ピーク波長の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例４のシンチレータ材料の発光スペクトルとセンサ検出感度の関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例５のシンチレータ材料の発光スペクトルとセンサ検出感度の関係を示す図である。
【図９】本発明の実施例６のシンチレータ材料の発光スペクトルとセンサ検出感度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の特徴は、ＣｓＩ：Ｉｎにおいて、母材であるＣｓＩのＩサイトを異種のハロゲン元素であるＢｒ、Ｃｌで置換すること、もしくはＣｓサイトを異種のアルカリ元素であるＲｂで置換すること、さらにはＩサイトとＣｓサイトの両方を異種のハロゲン元素／アルカリ元素で置換することで発光波長を長波長シフトさせ、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域に合った発光を示すシンチレータ材料とすることにある。
【００１７】
以下、異種のハロゲン元素のみで置換した場合の第１の実施形態と、異種のアルカリ元素の置換を伴う第２の実施形態に分けて述べる。また、以下に示す波長は絶対的な値ではなく、測定を行う装置や校正の仕方によって値が異なることがありうる。そのため、本発明では組成間の相対的な波長の差異が重要であり、波長の絶対値を規定するものではない。
【００１８】
（第１の実施形態）
本実施形態の特徴は、ＣｓＩ：Ｉｎにおいて、母材であるＣｓＩのＩサイトを異種のハロゲン元素であるＢｒ、Ｃｌで置換することで発光波長を長波長シフトさせ、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域に合った発光を示すシンチレータ材料とすることにある。
【００１９】
以下に本実施形態に関わるシンチレータ材料について詳細に説明する。
本実施形態に関わるシンチレータ材料は、一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎで表される化合物において、Ｒｂの置換が無い場合のｚ＝０とした場合であり、一般式  Ｃｓ［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎで表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料である。ここで、０＜ｘ＋ｙ＜１であり、０＜ｘ≦０．７、もしくは０＜ｙ≦０．８の少なくともどちらかの条件を満たす。Ｉｎの含有量は、Ｃｓ［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］に対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００２０】
また、本実施形態に関わるシンチレータ材料は、一般式  Ｃｓ［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎで表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料である。ここで、０＜ｘ＋ｙ＜１であり、０．１５≦ｘ≦０．４、もしくは０．０３≦ｙ≦０．２の少なくともどちらかの条件を満たす。Ｉｎの含有量は、Ｃｓ［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］に対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００２１】
本実施形態では、シンチレータ材料の母体の組成を、ＣｓＩに加えてＣｓＣｌもしくはＣｓＢｒを所定量含有した組成とすることで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光に対して長波長側に発光を示すようになる。その詳細を以下に示す。
【００２２】
以下、簡単の為にｘあるいはｙのいずれか一方を０としたＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎ、ＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎで表される母体材料が三元組成である場合について説明する。図１は、ＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎ、ＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料において、Ｃｌ、Ｂｒ添加量と発光ピーク波長の関係を示す図である。ＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎにおいてｘ＝１の組成はＣｓＢｒ：Ｉｎであり、５０７ｎｍに発光ピークを持つ青色の発光を示す。またＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎにおいてｙ＝１の組成はＣｓＣｌ：Ｉｎであり４９３ｎｍに発光ピークを持つ青色の発光を示す。ｘ＝０、ｙ＝０の端組成は共にＣｓＩ：Ｉｎであり、５４４ｎｍに発光ピークを持つ緑色の発光を示す。このように、ｘ＝０の端組成では緑色発光であり、ｘ＝１あるいはｙ＝１における端組成では青色発光を示す。
【００２３】
しかしながら、本発明者等が検討した結果、図１に示すように両端組成の間の組成域（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）における発光は、その両端の発光ピークの間で単調に変化するのではないことが明らかになった。即ち、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを持つ黄色の発光を示す組成範囲が存在する。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ｘ≦０．７、及び０＜ｙ≦０．８であった。さらには、ＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．１５≦ｘ≦０．４、及び０．０３≦ｙ≦０．２であった。
【００２４】
以上では、ｘあるいはｙのいずれか一方を０とした三元組成について述べたが、ｘとｙが共に０でないようなＣｓＩ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙで表される四元組成においても同様の波長シフトを示す。このように、母体材料の組成をＣｓＩに加えて異種のＣｓハロゲン化物（ＣｓＢｒ、ＣｓＣｌ）を含有した組成とすることで、ＣｓＩ：Ｉｎに対して発光波長を長波長シフトさせ、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域に合わせることができる。
【００２５】
また、発光を長波長シフトさせることで、デバイスを構成する部材による光吸収を避け、より多くの光をａ−Ｓｉセンサに到達させることが可能となる。即ち、デバイスを構成する基板や封止部材には高分子材料が用いられており、それらの部材は約４５０ｎｍ以下の短波長の光の一部を吸収する。そのため、シンチレータからの発光において、４５０ｎｍ付近の成分の一部は吸収されて、ａ−Ｓｉセンサに到達しない。そこで、本発明のように発光を長波長シフトさせることで、光吸収のある波長を避け、ＣｓＩ：Ｉｎに対して、より多くの光をａ−Ｓｉセンサに光を到達させることが可能となる。
【００２６】
以上より、本発明の一般式  ＣｓＩ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ：Ｉｎ、ＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎ、ＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎで表され、前記ｘ、ｙが０＜ｘ＋ｙ≦０．７の関係を満たし、かつ前記ｘ、ｙが少なくとも０＜ｘ≦０．７、あるいは０＜ｙ≦０．８の条件を満たすことを特徴とするシンチレータ材料を用いることでＣｓＩ：Ｉｎの場合に比べて出力を向上させることが可能となる。
【００２７】
本発明に係る一般式  ＣｓＩ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ：Ｉｎで表される化合物からなるシンチレータ材料に含有されるＩｎの含有量は、ＣｓＩ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００２８】
また、本発明に係る一般式  ＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎで表される化合物からなるシンチレータ材料に含有されるＩｎの含有量は、ＣｓＩ１−ｘＢｒｘに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００２９】
さらに、本発明に係る一般式  ＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎで表される化合物からなるシンチレータ材料に含有されるＩｎの含有量は、ＣｓＩ１−ｙＣｌｙに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００３０】
本実施形態のシンチレータ材料の製造方法は、ＣｓＩに、ＣｓＣｌまたは／およびＣｓＢｒを所定量添加し、さらにＩｎＩを所定量添加し混合した試料を、６２０℃以上で加熱することにより得ることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
本実施形態では、ＣｓＩ：Ｉｎにおいて、母材であるＣｓＩのＣｓサイトを異種のアルカリ元素であるＲｂで置換することで発光波長を長波長シフトさせ、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域に合った発光を示すシンチレータ材料とすることにある。
【００３２】
すなわち、上記実施形態１ではＣｓＩのＩサイトのみを異種のハロゲン元素であるＢｒ、Ｃｌで置換しているのに対して、本実施形態では、ＣｓＩのＣｓサイトを異種のアルカリ元素であるＲｂで置換している点において相違する。さらには、ＩサイトとＣｓサイトの両方を異種のハロゲン元素／アルカリ元素で置換している点において相違する。
【００３３】
以下に本実施形態に関わるシンチレータ材料について詳細に説明する。
本実施形態に関わるシンチレータ材料は、一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎで表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料である。
式中、ｘ、ｙ、ｚは、下記（１）、（２）、（３）のいずれかの条件を満たす。
（１）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつｚ＝０の場合、０＜ｘ≦０．７、もしくは０＜ｙ≦０．８の少なくともどちらかの条件を満たす。
（２）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつ０＜ｚ＜１の場合、０＜ｘ≦０．８、もしくは０＜ｙ＜１の少なくともどちらかの条件を満たす。
（３）ｘ＝ｙ＝０の場合、０＜ｚ＜１の条件を満たす。
Ｉｎの含有量は、［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］に対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００３４】
上記の一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎで表される化合物からなるシンチレータ材料の好ましい実施形態に関わるシンチレータ材料は、前記ｘ、ｙ、ｚは、下記（１）、（２）、（３）のいずれかの条件を満たすことを特徴とする。（１）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつｚ＝０の場合、０．１５≦ｘ≦０．４、もしくは０．０３≦ｙ≦０．２の少なくともどちらかの条件を満たす。
（２）０＜ｘ＋ｙ＜１、かつ０＜ｚ＜１の場合、０．０５＜ｘ≦０．６、もしくは０．２５≦ｙ≦０．３３の少なくともどちらかの条件を満たす。
（３）ｘ＝ｙ＝０の場合、０．０７≦ｚ≦０．５の条件を満たす。
ここで、Ｉｎの含有量は、［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］に対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００３５】
本実施形態では、シンチレータ材料の母体の組成を、ＣｓＩに加えてＲｂＩもしくはＲｂＢｒ、ＲｂＣｌを所定量含有した組成とすることで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光に対して長波長側に発光を示すようになる。その詳細を以下に示す。
【００３６】
図６は、Ｃｓ１−ｚＲｂｚＩ：Ｉｎ、（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎ、（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料において、Ｒｂ、ＲｂＢｒ、ＲｂＣｌ添加量と発光ピーク波長の関係を示す図である。以下、アルカリ元素のみを置換した場合と、ハロゲン元素とアルカリ元素を共に置換した場合に分けて説明する。
【００３７】
まず、アルカリ元素のみを置換した場合の、ｘ＝ｙ＝０であるＣｓ１−ｚＲｂｚＩ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料について説明する。Ｃｓ１−ｚＲｂｚＩ：Ｉｎにおいて、ｚ＝１の組成はＲｂＩ：Ｉｎであり、５６７ｎｍに発光ピークを持つ黄色の発光を示す。ｚ＝０の組成はＣｓＩ：Ｉｎであり、５４４ｎｍに発光ピークを持つ緑色の発光を示す。このように、ｚ＝０の端組成では緑色発光であり、ｚ＝１における端組成では黄色発光を示す。しかしながら、本発明者等が検討した結果、図６に示すように両端組成の間の組成域（０＜ｚ＜１）における発光は、その両端の発光ピークの間で単調に変化するのではないことが明らかになった。即ち、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを持つ橙色の発光を示す組成範囲が存在する。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ｚ＜１であった。さらには、ＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．０７≦ｚ＜１であった。発光波長のシフトが最大となる組成はＣｓ０．７Ｒｂ０．３Ｉであり、その時の発光波長は５８４ｎｍであった。ここで、Ｃｓ（原子番号５５）をＲｂ（原子番号３７）に置換することで、Ｘ線の阻止能が低下する為、Ｒｂの置換量をＣｓの半分以下にすることが好ましい。その為、Ｘ線の阻止能の低下を抑えたｚ≦０．５の範囲で、１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲として、０．０７≦ｚ≦０．５とすることが好ましい。
【００３８】
以上より、本発明の一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎにおいて、ｘ＝ｙ＝０の場合、Ｃｓ１−ｚＲｂｚＩ：Ｉｎで表され、０＜ｚ＜１の条件を満たすことを特徴とするシンチレータ材料を用いることでＣｓＩ：Ｉｎの場合に比べて出力を向上させることが可能となる。Ｉｎの含有量は、Ｃｓ１−ｚＲｂｚＩ：Ｉｎに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００３９】
次に、アルカリ元素とハロゲン元素の両方を置換した場合について説明する。ここで、簡単の為にアルカリ元素とハロゲン元素の置換量を同量にした（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎ、（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料について考える。
【００４０】
まず、一般式（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎ（式中、ａが０＜ａ≦０．８である。Ｉｎの含有量は、（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）で表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料である。
【００４１】
上記のＣｓをＲｂで、ＩをＢｒで置換した（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎにおいて、ａ＝１の組成はＲｂＢｒ：Ｉｎであり、４６５ｎｍに発光ピークを持つ水色の発光を示す。ａ＝０の組成はＣｓＩ：Ｉｎであり、５４４ｎｍに発光ピークを持つ緑色の発光を示す。このように、ａ＝０の端組成では緑色発光であり、ａ＝１における端組成では水色発光を示す。しかしながら、本発明者等が検討した結果、図６に示すように両端組成の間の組成域（０＜ａ＜１）における発光は、その両端の発光ピークの間で単調に変化するのではないことが明らかになった。即ち、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを持つ黄色の発光を示す組成範囲が存在する。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ａ≦０．８であった。さらには、ＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．０５≦ａ≦０．６であった。発光波長のシフトが最大となる組成は（ＣｓＩ）０．９（ＲｂＢｒ）０．１であり、その時の発光波長は５５９ｎｍであった。
【００４２】
次に、一般式（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎ（式中、ｂが０＜ｂ＜１である。Ｉｎの含有量は、（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂに対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。）で表される化合物からなることを特徴とするシンチレータ材料である。
【００４３】
上記のＣｓをＲｂで、ＩをＣｌで置換した（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎにおいて、ｂ＝１の組成はＲｂＣｌ：Ｉｎであり、４５０ｎｍに発光ピークを持つ青色の発光を示す。ｂ＝０の組成はＣｓＩ：Ｉｎであり、５４４ｎｍに発光ピークを持つ緑色の発光を示す。このように、ｂ＝０の端組成では緑色発光であり、ｂ＝１における端組成では青色発光を示す。しかしながら、本発明者等が検討した結果、図６に示すように両端組成の間の組成域（０＜ｂ＜１）における発光は、その両端の発光ピークの間で単調に変化するのではないことが明らかになった。即ち、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを持つ黄色の発光を示す組成範囲が存在する。また、この端組成の間の組成域では、元々ＣｓＩ：ＩｎとＲｂＣｌ：Ｉｎの発光ピークが連続的にシフトしていくが、このピークは０＜ｂ＜１の中間組成域で交わることなく別々の発光ピークとなった。その為、おおよそ０．７≦ｂ≦０．９５の組成域では、発光ピークは二つに分離していた。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ｂ＜１であった。さらには、発光ピークの分離による短波長の発光がないｂ＜０．７の範囲でＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．２５≦ｂ≦０．３３であった。発光波長のシフトが最大となる組成は（ＣｓＩ）０．７（ＲｂＣｌ）０．３であり、その時の発光波長は５５６ｎｍであった。
【００４４】
以上より、本発明の一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎで表され、０＜ｘ＋ｙ＜１、かつ０＜ｚ＜１の場合、０＜ｘ≦０．８、もしくは０＜ｙ＜１の少なくともどちらかの条件を満たすことを特徴とするシンチレータ材料を用いることでＣｓＩ：Ｉｎの場合に比べて出力を向上させることが可能となる。Ｉｎの含有量は、［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］に対して０．０００１０ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下である。
【００４５】
本実施形態のシンチレータ材料の製造方法は、ＣｓＩに、ＲｂＩまたは／およびＲｂＢｒまたは／およびＲｂＣｌを所定量添加し、さらにＩｎＩを所定量添加し混合した試料を、６２０℃以上で加熱することにより得ることができる。
【００４６】
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、以下に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４７】
本実施例は、上記実施形態１に対応した実施例であり、一般式  ＣｓＩ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ：Ｉｎにおいて、ｙ＝０としたＣｓＩ１−ｘＢｒｘ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料を作製する例である。初めに、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、臭化セシウム（ＣｓＢｒ）を、一般式ＣｓＩ１−ｘＢｒｘにおいてｘ＝１、０．９９、０．９５、０．９０、０．８０、０．７０、０．６０、０．５０、０．４０、０．３０、０．２０、０．１０、０．０５０、０．０２０、０．０１０、０の組成となるように秤量して、各々にＣｓＩ１−ｘＢｒｘに対してＩｎ濃度が０．０１ｍｏｌ％となるようにＩｎＩを添加し混合した。上記試料を６５０℃で５分間溶融し、組成が連続的に変化した１６個の試料を作製した。
【００４８】
作製した各々の試料について、発光スペクトルの測定を行い、その発光ピーク波長をまとめた結果を図１に示す。ｘ＝０とｘ＝１の端組成は、それぞれＣｓＩ：ＩｎとＣｓＢｒ：Ｉｎであり、５４４ｎｍと５０７ｎｍに発光ピークを示した。この端組成の間の組成域における発光ピークは、ＣｓＩ：ＩｎとＣｓＢｒ：Ｉｎの間で単調に変化するのではなく、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲が存在した。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ｘ≦０．７であった。さらには、ＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．１５≦ｘ≦０．４であった。
【００４９】
また、発光ピークのシフト量が最大となる組成はｘ＝０．２の場合であり、ＣｓＩ０．８Ｂｒ０．２で表される。このｘ＝０．２の組成での発光スペクトルを図２に示す。比較の為、ＣｓＩ：Ｉｎの発光スペクトルも同時に示す。また、ａ−Ｓｉの感度曲線も図２に示す。ａ−Ｓｉセンサは４５０ｎｍ以下の波長域にも感度を持つが、実際のデバイスでは高分子部材により約４５０ｎｍ以下の光の一部が吸収されてしまうため、シンチレータが４５０ｎｍ付近の発光を示してもａ−Ｓｉセンサに到達せず出力には寄与しない。ｘ＝０．２の組成での発光ピークは５５７ｎｍであり、ＣｓＩ：Ｉｎに対して約１３ｎｍ長波長側にシフトしていた。このようにｘ＝０．２の組成であるＣｓＩ０．８Ｂｒ０．２：Ｉｎとすることで、ａ−Ｓｉの受光感度ピーク付近の波長域の発光成分が増加し、これによりａ−Ｓｉからの出力はＣｓＩ：Ｉｎに対して約１２％向上した。以上の結果を表１にまとめて示す。
【００５０】
以上より、母体材料の組成をＣｓＩに加えてＣｓＢｒを含有した組成とすることで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光波長を長波長シフトさせて、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を作製することができた。
【実施例２】
【００５１】
本実施例は、上記実施形態１に対応した実施例であり、一般式  ＣｓＩ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ：Ｉｎにおいて、ｘ＝０としたＣｓＩ１−ｙＣｌｙ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料を作製する例である。初めに、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、塩化セシウム（ＣｓＣｌ）を、一般式ＣｓＩ１−ｙＣｌｙにおいてｙ＝１、０．９９９、０．９９、０．９５、０．９０、０．８０、０．６５、０．５２、０．２０、０．１０、０．０５０、０．０１０、０の組成となるように秤量して、各々にＣｓＩ１−ｙＣｌｙに対してＩｎ濃度が０．０１ｍｏｌ％となるようにＩｎＩを添加し混合した。上記試料を６５０℃で５分間溶融し、組成が連続的に変化した１３個の試料を作製した。
【００５２】
作製した各々の試料について、発光スペクトルの測定を行い、その発光ピーク波長をまとめた結果を図１に示す。ｙ＝０とｙ＝１の端組成は、それぞれＣｓＩ：ＩｎとＣｓＣｌ：Ｉｎであり、５４４ｎｍと４９３ｎｍに発光ピークを示した。この端組成の間の組成域における発光ピークは、ＣｓＩ：ＩｎとＣｓＣｌ：Ｉｎの間で単調に変化するのではなく、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲が存在した。また、この端組成の間の組成域では、元々ＣｓＩ：ＩｎとＣｓＣｌ：Ｉｎの発光ピークが連続的にシフトしていくが、このピークは０＜ｙ＜１の中間組成域で交わることなく別々の発光ピークとなった。その為、おおよそ０．９≦ｙ＜１の組成域では、発光ピークは二つに分離していた。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ｙ≦０．８であった。さらには、ＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．０３≦ｙ≦０．２であった。
【００５３】
また、発光ピークのシフト量が最大となる組成はｙ＝０．１の場合であり、ＣｓＩ０．９Ｃｌ０．１で表される。このｙ＝０．１の組成での発光スペクトルを図３に示す。比較の為、ＣｓＩ：Ｉｎの発光スペクトルも同時に示す。また、ａ−Ｓｉの感度曲線も図３に示す。ａ−Ｓｉセンサは４５０ｎｍ以下の波長域にも感度を持つが、実際のデバイスでは高分子部材により約４５０ｎｍ以下の光の一部が吸収されてしまうため、シンチレータが４５０ｎｍ付近の発光を示してもａ−Ｓｉセンサに到達せず出力には寄与しない。ｙ＝０．１の組成での発光ピークは５６４ｎｍであり、ＣｓＩ：Ｉｎに対して約２０ｎｍ長波長側にシフトしていた。このようにｙ＝０．１の組成であるＣｓＩ０．９Ｃｌ０．１：Ｉｎとすることで、ａ−Ｓｉの受光感度ピーク付近の波長域の発光成分が増加し、これによりａ−Ｓｉからの出力はＣｓＩ：Ｉｎに対して約１５％向上した。以上の結果を表１にまとめて示す。
【００５４】
以上より、母体材料の組成をＣｓＩに加えてＣｓＣｌを含有した組成とすることで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光波長を長波長シフトさせて、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を作製することができた。
【実施例３】
【００５５】
本実施例は、上記実施形態１に対応した実施例であり、本発明の一般式  ＣｓＩ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ：Ｉｎにおいて、ｘ＝０．２、ｙ＝０．１とした組成ＣｓＩ０．７Ｂｒ０．２Ｃｌ０．１：Ｉｎで表されるシンチレータ材料を作製する例である。
【００５６】
初めに、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、臭化セシウム（ＣｓＢｒ）、塩化セシウム（ＣｓＣｌ）を、ＣｓＩ０．７Ｂｒ０．２Ｃｌ０．１の組成となるように秤量して、これにＣｓＩ０．７Ｂｒ０．２Ｃｌ０．１に対してＩｎ濃度が０．０１ｍｏｌ％となるようにＩｎＩを添加し混合した。上記試料を６５０℃で５分間溶融し、組成ＣｓＩ０．７Ｂｒ０．２Ｃｌ０．１：Ｉｎで表される試料を作製した。
【００５７】
作製した試料について、発光スペクトルの測定を行った結果を図４に示す。比較の為、ＣｓＩ：Ｉｎの発光スペクトルも同時に示す。また、ａ−Ｓｉの感度曲線も図４に示す。発光ピークは５６０ｎｍであり、ＣｓＩ：Ｉｎに対して約１５ｎｍ長波長側にシフトしていた。このようにｘ＝０．２、ｙ＝０．１の組成であるＣｓＩ０．７Ｂｒ０．２Ｃｌ０．１：Ｉｎとすることで、ａ−Ｓｉの受光感度ピーク付近の波長域の発光成分が増加し、これによりａ−Ｓｉからの出力はＣｓＩ：Ｉｎに対して約１３％向上した。
【００５８】
以上より、母体材料の組成をＣｓＩに加えてＣｓＢｒとＣｓＣｌを含有した組成とすることで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光波長を長波長シフトさせて、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を作製することができた。
【実施例４】
【００５９】
本実施例は、上記実施形態２に対応した実施例であり、一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎにおいて、ＣｓをＲｂで置換し、アルカリ元素のみを置換した場合のｘ＝ｙ＝０とした一般式Ｃｓ１−ｚＲｂｚＩ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料を作製する例である。初めに、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、ヨウ化ルビジウム（ＲｂＩ）を、一般式Ｃｓ１−ｚＲｂｚＩ：Ｉｎにおいて、ｘ＝１、０．９５、０．９０、０．８０、０．７０、０．６０、０．５０、０．４０、０．３０、０．２０、０．１０、０．０５０、０の組成となるように秤量して、各々にＣｓ１−ｚＲｂｚＩに対してＩｎ濃度が０．０１ｍｏｌ％となるようにＩｎＩを添加し混合した。上記試料を６５０℃で５分間溶融し、組成が連続的に変化した１３個の試料を作製した。
【００６０】
作製した各々の試料について、発光スペクトルの測定を行い、その発光ピーク波長をまとめた結果を図６に示す。ｚ＝０とｚ＝１の端組成は、それぞれＣｓＩ：ＩｎとＲｂＩ：Ｉｎであり、５４４ｎｍと５６７ｎｍに発光ピークを示した。この端組成の間の組成域における発光ピークは、ＣｓＩ：ＩｎとＲｂＩ：Ｉｎの間で単調に変化するのではなく、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲が存在した。さらには、ＲｂＩ：Ｉｎの発光ピークである５６７ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲が存在した。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ｚ＜１であった。さらには、ＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．０７≦ｚ＜１であった。ここで、Ｃｓ（原子番号５５）をＲｂ（原子番号３７）に置換することで、Ｘ線の阻止能が低下する為、Ｒｂの置換量をＣｓの半分以下にすることが好ましい。その為、Ｘ線の阻止能の低下を抑えたｚ≦０．５の範囲で、１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲として、０．０７≦ｚ≦０．５とすることが好ましい。
【００６１】
また、発光ピークのシフト量が最大となる組成はｚ＝０．３の場合であり、Ｃｓ０．７Ｒｂ０．３Ｉ：Ｉｎで表される。このｚ＝０．３の組成での発光スペクトルを図７に示す。比較の為、ＣｓＩ：Ｉｎの発光スペクトルも同時に示す。また、ａ−Ｓｉの感度曲線も同時に示す。ｚ＝０．３の組成での発光ピークは５８４ｎｍであり、ＣｓＩ：Ｉｎに対して約４０ｎｍ長波長側にシフトしていた。このようにｚ＝０．３の組成であるＣｓ０．７Ｒｂ０．３Ｉ：Ｉｎとすることで、ａ−Ｓｉの受光感度ピーク付近の波長域の発光成分が増加し、これによりａ−Ｓｉからの出力はＣｓＩ：Ｉｎに対して約２６％向上した。以上の結果を表１にまとめて示す。
【００６２】
以上より、母体材料の組成をＣｓＩに加えてＲｂＩを含有した組成とし、ＣｓをＲｂで置換することで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光波長を長波長シフトさせて、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を作製することができた。
【実施例５】
【００６３】
本実施例は、上記実施形態２に対応した実施例であり、一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎにおいて、ＣｓをＲｂで、ＩをＢｒで置換し、アルカリ元素とハロゲン元素の両方を置換した置換したシンチレータ材料を作製する例である。ここで、簡単の為にアルカリ元素とハロゲン元素の置換量を同量にした一般式（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料を作製した。
【００６４】
初めに、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、臭化ルビジウム（ＲｂＢｒ）を、一般式（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎにおいて、ｘ＝１、０．９５、０．９０、０．８０、０．７０、０．６０、０．５０、０．４０、０．３０、０．２０、０．１０、０．０５０、０の組成となるように秤量して、各々に（ＣｓＩ）１−ａ（ＲｂＢｒ）ａ：Ｉｎに対してＩｎ濃度が０．０１ｍｏｌ％となるようにＩｎＩを添加し混合した。上記試料を６５０℃で５分間溶融し、組成が連続的に変化した１３個の試料を作製した。
【００６５】
作製した各々の試料について、発光スペクトルの測定を行い、その発光ピーク波長をまとめた結果を図６に示す。ａ＝０とａ＝１の端組成は、それぞれＣｓＩ：ＩｎとＲｂＢｒ：Ｉｎであり、５４４ｎｍと４６５ｎｍに発光ピークを示した。この端組成の間の組成域における発光ピークは、ＣｓＩ：ＩｎとＲｂＢｒ：Ｉｎの間で単調に変化するのではなく、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲が存在した。また、この端組成の間の組成域では、元々ＣｓＩ：ＩｎとＲｂＢｒ：Ｉｎの発光ピークが連続的にシフトしていくが、このピークは０＜ａ＜１の中間組成域で交わることなく別々の発光ピークとなった。その為、おおよそ０．７≦ａ≦０．９の組成域では、発光ピークは二つに分離していた。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ａ≦０．８であった。さらには、ＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．０５≦ａ≦０．６であった。
【００６６】
また、発光ピークのシフト量が最大となる組成はａ＝０．１の場合であり、（ＣｓＩ）０．９（ＲｂＢｒ）０．１：Ｉｎで表される。このａ＝０．１の組成での発光スペクトルを図８に示す。比較の為、ＣｓＩ：Ｉｎの発光スペクトルも同時に示す。また、ａ−Ｓｉの感度曲線も同時に示す。ａ＝０．１の組成での発光ピークは５５９ｎｍであり、ＣｓＩ：Ｉｎに対して約１５ｎｍ長波長側にシフトしていた。このようにａ＝０．１の組成である（ＣｓＩ）０．９（ＲｂＢｒ）０．１：Ｉｎとすることで、ａ−Ｓｉの受光感度ピーク付近の波長域の発光成分が増加し、これによりａ−Ｓｉからの出力はＣｓＩ：Ｉｎに対して約１３％向上した。以上の結果を表１にまとめて示す。
【００６７】
以上より、母体材料の組成をＣｓＩに加えてＲｂＢｒを含有した組成とし、ＣｓをＲｂで、ＩをＢｒで置換することで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光波長を長波長シフトさせて、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を作製することができた。
【実施例６】
【００６８】
本実施例は、上記実施形態２に対応した実施例であり、一般式［Ｃｓ１−ｚＲｂｚ］［Ｉ１−ｘ−ｙＢｒｘＣｌｙ］：Ｉｎにおいて、ＣｓをＲｂで、ＩをＣｌで置換し、アルカリ元素とハロゲン元素の両方を置換した置換したシンチレータ材料を作製する例である。ここで、簡単の為にアルカリ元素とハロゲン元素の置換量を同量にした一般式（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎで表されるシンチレータ材料を作製した。
【００６９】
初めに、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、塩化ルビジウム（ＲｂＣｌ）を、一般式（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎにおいて、ｘ＝１、０．９５、０．９０、０．８０、０．７０、０．６０、０．５０、０．４０、０．３０、０．２０、０．１０、０．０５０、０の組成となるように秤量して、各々に（ＣｓＩ）１−ｂ（ＲｂＣｌ）ｂ：Ｉｎに対してＩｎ濃度が０．０１ｍｏｌ％となるようにＩｎＩを添加し混合した。上記試料を６５０℃で５分間溶融し、組成が連続的に変化した１３個の試料を作製した。
【００７０】
作製した各々の試料について、発光スペクトルの測定を行い、その発光ピーク波長をまとめた結果を図６に示す。ｂ＝０とｂ＝１の端組成は、それぞれＣｓＩ：ＩｎとＲｂＣｌ：Ｉｎであり、５４４ｎｍと４５０ｎｍに発光ピークを示した。この端組成の間の組成域における発光ピークは、ＣｓＩ：ＩｎとＲｂＣｌ：Ｉｎの間で単調に変化するのではなく、ＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲が存在した。また、この端組成の間の組成域では、元々ＣｓＩ：ＩｎとＲｂＣｌ：Ｉｎの発光ピークが連続的にシフトしていくが、このピークは０＜ｂ＜１の中間組成域で交わることなく別々の発光ピークとなった。その為、おおよそ０．７≦ｂ≦０．９５の組成域では、発光ピークは二つに分離していた。ここで、少なくともＣｓＩ：Ｉｎの発光ピークである５４４ｎｍよりも長波長側に発光ピークを示す組成範囲は０＜ｂ＜１であった。さらには、発光ピークの分離による短波長の発光がないｂ＜０．７の範囲でＣｓＩ：Ｉｎに対して長波長側に１０ｎｍ以上波長シフトを示す組成範囲としては０．２５≦ｂ≦０．３３であった。
【００７１】
また、発光ピークのシフト量が最大となる組成はｂ＝０．３の場合であり、（ＣｓＩ）０．７（ＲｂＣｌ）０．３：Ｉｎで表される。このｂ＝０．３の組成での発光スペクトルを図９に示す。比較の為、ＣｓＩ：Ｉｎの発光スペクトルも同時に示す。また、ａ−Ｓｉの感度曲線も同時に示す。ｂ＝０．３の組成での発光ピークは５５６ｎｍであり、ＣｓＩ：Ｉｎに対して約１２ｎｍ長波長側にシフトしていた。このようにｂ＝０．３の組成である（ＣｓＩ）０．７（ＲｂＣｌ）０．３：Ｉｎとすることで、ａ−Ｓｉの受光感度ピーク付近の波長域の発光成分が増加し、これによりａ−Ｓｉからの出力はＣｓＩ：Ｉｎに対して約１２％向上した。以上の結果を表１にまとめて示す。
【００７２】
以上より、母体材料の組成をＣｓＩに加えてＲｂＣｌを含有した組成とし、ＣｓをＲｂで、ＩをＣｌで置換することで、ＣｓＩ：Ｉｎの発光波長を長波長シフトさせて、ａ−Ｓｉの検出感度が高い波長域で発光を示すシンチレータ材料を作製することができた。
【００７３】
【表１】
0005602454.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、放射線を可視光に変換するシンチレータ材料として利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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