(57)【要約】  一般式（１）：（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬａｘＭＥｙＲＥｚ）２（Ｓｉ１−ｖＭＭｖ）２Ｏ７    （１）で表されることを特徴とする結晶材料。ここで、式（１）中、ＭＥはＹ、Ｙｂ、ＳｃおよびＬｕから選択される少なくとも１種であり、ＲＥは遷移金属または希土類元素、ＭＭはＧｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、下記の（ｉ）または（ｉｉ）で表される。（ｉ）０．０５≦ｘ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０≦ｙ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ＜０．０５、且つ、ｖ=０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)、（ｉｉ）０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖ。これにより、高い発光量を持ち、蛍光寿命の短い結晶材料、ならびにこれを用いた放射線検出器、撮像装置、非破壊検査装置、および照明機器を提供する。
2014104238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）：
（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬａｘＭＥｙＲＥｚ）２（Ｓｉ１−ｖＭＭｖ）２Ｏ７    （１）
で表されることを特徴とする結晶材料。
ここで、式（１）中、ＭＥはＹ、Ｙｂ、ＳｃおよびＬｕから選択される少なくとも１種であり、ＲＥは遷移金属または希土類元素、ＭＭはＧｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、下記の（ｉ）または（ｉｉ）で表される。
（ｉ）０．０５≦ｘ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０≦ｙ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ＜０．０５、且つ、ｖ=０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)、
（ｉｉ）０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖ。
【請求項２】
前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、
前記（ｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｚ≦０．６、且つ、０．０≦ｙ≦０．７、且つ、０．００２≦ｚ≦０．０２、且つ、ｖ＝０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)で表され、
前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．６、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表される
ことを特徴とする請求項１に記載の結晶材料。
【請求項３】
前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、
前記（ｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００≦ｙ≦０．５３、且つ、０．００３≦ｚ≦０．０１５、且つ、ｖ＝０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)で表され、
前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表される
ことを特徴とする請求項１に記載の結晶材料。
【請求項４】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が１０００ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項５】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が８０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項６】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が６０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項７】
環境温度が摂氏０度の場合の前記蛍光成分の発光量を基準とした場合に、環境温度が室温から摂氏１５０度の範囲における前記蛍光成分の発光量の前記基準からの減衰割合が、２０％未満であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料から構成されるシンチレータと、
前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料から構成されるシンチレータと、
前記シンチレータからの蛍光を受光し、該蛍光に含まれる波長２６０ｎｍ〜３５０ｎｍの光の波長を３２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲のいずれかの波長に変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子が波長変換した光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１）で表される結晶材料から構成されるシンチレータと、
室温以上、摂氏２００度以下の環境温度で動作し、前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一つに記載の放射線検出器を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項８〜１０のいずれか一つに記載の放射線検出器を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１）で表される結晶材料から構成される発光体を備えることを特徴とする照明機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶材料、放射線検出器、撮像装置、非破壊検査装置、および照明機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
シンチレータ単結晶は、γ線、Ｘ線、α線、中性子線等を検出する放射線検出器に用いられている。このような放射線検出器は、陽電子放射断層撮影（positron  emission  tomography、ＰＥＴ）装置やＸ線ＣＴ装置などの医療画像装置（撮像装置）、高エネルギー物理分野における各種放射線計測装置、および資源探査装置（たとえば石油資源探査（oil  well  logging）等の資源探査）などに幅広く応用されている。【０００３】
一般に、放射線検出器は、γ線、Ｘ線、α線、中性子線を吸収し、シンチレーション光に変換するシンチレータと、シンチレーション光を受光し、電気信号等に変換する受光素子等の光検出器とから構成される。例えば、高エネルギー物理や陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングシステムでは、シンチレータと、放射性壊変によって発生する放射線との相互作用に基づいて画像が作成される。ここで陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）イメージングシステムでは、被検体内の陽電子（ポジトロン）と対応する電子との相互作用から生じるガンマ線がシンチレータに入射し、光検出器によって検出することのできるフォトンに変換される。シンチレータから放出されたフォトンはフォト・ダイオード（ＰＤ）、シリコンフォトマルチプライヤー（Ｓｉ−ＰＭ）、もしくは光電子増倍管（ＰＭＴ）、または他の光検出器を使用して、検出することができる。【０００４】
ＰＭＴは４００ｎｍ付近の波長域に高い量子効率（光子を電子（電流信号）に変換する効率）を有し、主に４００ｎｍ付近に発光ピーク波長を有するシンチレータと組み合わせて使用されている。シンチレータをアレー状に配列したシンチレータアレーに対しては、位置敏感型ＰＭＴ（ＰＳ−ＰＭＴ）などを組合せて用いる。これによって、重心演算から、フォトンがシンチレータアレーのどのピクセルで検出されたかを突き止めることができる。【０００５】
一方、フォト・ダイオード（ＰＤ）、アバランシェ・フォト・ダイオード（ＡＰＤ）やシリコン・フォト・マルチプライヤー（Ｓｉ−ＰＭ）といった半導体光検出器は、特に放射線検出器やイメージング機器において、広範な用途を有する。様々な半導体光検出器が知られている。たとえば、シリコン半導体から構成されるＡＰＤは、量子効率が３５０ｎｍから９００ｎｍまでの波長帯域において５０％を超えているものもあり、ＰＭＴの量子効率が最大で４５％であるのにくらべて、量子効率が高い。上記波長帯域の中で感度の高い波長帯域は５００ｎｍ〜７００ｎｍであり、６００ｎｍ付近で最も感度が高く、量子効率は８０％程度になる。そのため、これらの半導体光検出器は、６００ｎｍ付近を中心に、３５０ｎｍから９００ｎｍまでの間に発光ピーク波長を有するシンチレータと組み合わせて使用されている。ＰＭＴと同様に、ＰＤ、ＡＰＤ、Ｓｉ−ＰＭに関しても、位置検出感度を持つＰＤアレー、位置検知性アバランシェ・フォトダイオード（ＰＳＡＰＤ）、およびＳｉ−ＰＭアレーが存在する。これらの素子でも、フォトンがシンチレータアレーのどのピクセルで検出されたかを突き止めることができる。さらに、３５０ｎｍ以下の短波長発光シンチレータに関しても、波長変換素子を使用するなどして、シンチレータ光をシリコン半導体が感度を有する波長領域の光に変換することで、シリコン半導体による読み出しを行う放射線検出器が実現可能である。【０００６】
これらの放射線検出器に適するシンチレータには、検出効率の点から密度が高く原子番号が大きいこと（光電吸収比が高いこと）、高エネルギー分解能の点から発光量が高く、高速応答の必要性から蛍光寿命（蛍光減衰時間）が短いことが望まれる。加えて、近年のシステムでは多層化・高分解能化のため、多数のシンチレータを細長い形状（例えばＰＥＴでは５ｍｍ×３０ｍｍ程度）で稠密に並べる必要から、取り扱い易さ、加工性、大型結晶作製が可能なこと、さらには価格も重要な選定要因となっている。また、シンチレータの発光波長が光検出器の検出感度の高い波長域と一致することも重要である。【０００７】
現在、各種放射線検出器へ応用される好ましいシンチレータとして、パイロシリケート系のシンチレータＣｅ：Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７がある。当該シンチレータは化学的に安定で、劈開性や潮解性が無く、加工性に優れ、発光量が高いという利点がある。例えば、非特許文献１に記載の、Ｃｅ３＋の４ｆ５ｄ準位からの発光を利用するパイロシリケート系のシンチレータは、蛍光寿命が８０ｎｓ程度以下と短く、発光量も高い。しかしながら、一方で非特許文献１に記載の通り、相図上、包晶組成であるため、融液からの単結晶成長ができず、大きな透明体を得ることが困難であるという問題点を有する。【０００８】
また、特許文献１や非特許文献２に記載のパイロシリケート系のシンチレータでは、Ｃｅを希土類元素のサイトに置換することで、調和溶融組成にするという試みがなされている。これにより、この結晶はフローティングゾーン法、チョクラルスキー法、マイクロ引き下げ法、ブリッジマン法等の融液成長法により大型単結晶作製が可能となる。しかしながら、希土類元素のサイトにＣｅを増やすと、発光量が激減してしまうという問題（濃度消光）が生じる。【０００９】
特許文献１に記載の（Ｇｄ１−ｘＣｅｘ）２Ｓｉ２Ｏ７では、安定な結晶成長などの観点から、発光量は落ちるものの特に０．１＜ｘ＜０．３が望ましいとしているが、それでも多結晶化した中から単結晶を取り出している実施例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−７４０３９号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】S.Kawamura,  J.H.Kaneko,  M.Higuchi,  T.Yamaguchi,  J.Haruna,  Y.Yagi,  K.Susa,  F.Fujita,  A.Homma,  S.Nishiyama,  H.Ishibashi,  K.Kurashige  and  M.Furusaka,  IEEE  Nuclear  Science  Symposium  Conference  Record,  San  Diego,  USA,  29  October  -  5  November  2006,  pp.1160-1163.
【非特許文献２】S.Kawamura,  M.Higuchi,  J.H.Kaneko,  S.Nishiyama,  J.Haruna,  S.Saeki,  S.Ueda,  K.Kurashige,  H.Ishibashi  and  M.Furusaka,  Crystal  Growth  &  Design,  volume  9  (3),  2009,  pages  1470-1473.
【非特許文献３】S.Kurosawa,  M.Sugiyama,  T.Yanagida,  Y.Yokota,  A.Yoshikawa,  Nuclear  Instruments  and  Methods  in  Physics  Research  Section  A,  Volume  690,  2012,  Pages  53-57.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、シンチレータとして用いられる結晶材料には、高い発光量を持ち、蛍光寿命の短いことが求められている。【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い発光量を持ち、蛍光寿命の短い結晶材料、ならびにこれを用いた放射線検出器、撮像装置、非破壊検査装置、および照明機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る結晶材料は、一般式（１）：（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬａｘＭＥｙＲＥｚ）２（Ｓｉ１−ｖＭＭｖ）２Ｏ７    （１）で表されることを特徴とする結晶材料。ここで、式（１）中、ＭＥはＹ、Ｙｂ、ＳｃおよびＬｕから選択される少なくとも１種であり、ＲＥは遷移金属または希土類元素であり、ＭＭはＧｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、下記の（ｉ）または（ｉｉ）で表される。
（ｉ）０．０５≦ｘ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０≦ｙ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ＜０．０５、且つ、ｖ=０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)、（ｉｉ）０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖ。【００１５】
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、前記（ｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｚ≦０．６、且つ、０．０≦ｙ≦０．７、且つ、０．００２≦ｚ≦０．０２、且つ、ｖ＝０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)で表され、前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．６、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表されることを特徴とする。【００１６】
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、前記（ｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００≦ｙ≦０．５３、且つ、０．００３≦ｚ≦０．０１５、且つ、ｖ＝０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)で表され、前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表されることを特徴とする。【００１７】
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が１０００ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。【００１８】
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が８０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。【００１９】
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が６０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。【００２０】
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、環境温度が摂氏０度の場合の前記蛍光成分の発光量を基準とした場合に、環境温度が室温から摂氏１５０度の範囲における前記蛍光成分の発光量の前記基準からの減衰割合が、２０％未満であることを特徴とする。【００２１】
また、本発明に係る放射線検出器は、上記発明の結晶材料から構成されるシンチレータと、前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、を備えることを特徴とする。【００２２】
また、本発明に係る放射線検出器は、上記発明の結晶材料から構成されるシンチレータと、前記シンチレータからの蛍光を受光し、該蛍光に含まれる波長２６０ｎｍ〜３５０ｎｍの光の波長を３２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲のいずれかの波長に変換する波長変換素子と、前記波長変換素子が波長変換した光を受光する光検出器と、を備えることを特徴とする。【００２３】
また、本発明に係る放射線検出器は、上記発明の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１）で表される結晶材料から構成されるシンチレータと、室温以上、摂氏２００度以下の環境温度で動作し、前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器とを備えることを特徴とする。【００２４】
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明の放射線検出器を備えることを特徴とする。【００２５】
また、本発明に係る非破壊検査装置は、上記発明の放射線検出器を備えることを特徴とする。【００２６】
また、本発明に係る照明装置は、上記発明の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１）で表される結晶材料から構成される発光体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、高い発光量を持ち、蛍光寿命の短い結晶材料を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、作製した(Ｃｅ０．０１Ｌｕ０．２０Ｌａ０．２５Ｇｄ０．５４)２Ｓｉ２Ｏ７（Ｃｅ１％：ＧＬａＬｕＰＳ）結晶の写真を示す図である。
【図２】図２は、作製した(Ｐｒ０．０１Ｌｕ０．２０Ｌａ０．２５Ｇｄ０．５４)２Ｓｉ２Ｏ７（Ｐｒ１％：ＧＬａＬｕＰＳ）結晶の写真を示す図である。
【図３】図３は、作製した（Ｐｒ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｓｉ２Ｏ７(Ｐｒ１％：ＧＬａＰＳ)結晶の写真を示す図である。
【図４】図４は、作製した（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｇｅ２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＧ)結晶の写真を示す図である。
【図５】図５は、作製した（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．７Ｙ０．２）２Ｓｉ２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＹＰＳ)結晶の写真を示す図である。
【図６】図６は、作製した（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２（Ｓｉ，Ｚｒ）２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＳＺ)結晶の写真を示す図である。
【図７】図７は、作製した（Ｃｅ０．０１Ｇｄ０．９９）２Ｈｆ２Ｏ７（Ｃｅ１％：ＧＨＯ)結晶の写真を示す図である。
【図８】図８は、作製した（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｓｉ２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＳ)結晶の写真を示す図である。
【図９】図９は、実施例１、２、３、４、５、６および８の発光特性のプロファイルを示す図である。
【図１０】図１０は、１３７Ｃｓγ線（６６２ｋｅＶ）を照射して得られた波高分布スペクトル（実施例１、実施例６、比較例）を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１の結晶の蛍光減衰曲線のプロファイルを示す図である。
【図１２】図１２は、実施例６の結晶の蛍光減衰曲線のプロファイルを示す図である。
【図１３】図１３は、時間分解能実験の結果を示す図である。
【図１４】図１４は、結晶の環境温度と発光量との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例１の結晶の量子収率の温度依存性を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例８の結晶の量子収率の温度依存性を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態に係る放射線検出器を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施形態に係る非破壊検査装置を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施形態に係る撮像装置を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施形態に係る放射線検出器を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施形態に係る照明機器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、図面を参照して本発明に係る結晶材料、放射線検出器、撮像装置、非破壊検査装置、および照明機器の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３０】
本発明の実施の形態に係る結晶材料は、一般式（１）：
（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬａｘＭＥｙＲＥｚ）２（Ｓｉ１−ｖＭＭｖ）２Ｏ７    （１）
で表される。ここで、式（１）中、ＭＥはＹ、Ｙｂ、ＳｃおよびＬｕから選択される少なくとも１種であり、ＲＥは遷移金属または希土類元素、ＭＭはＧｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、下記の（ｉ）または（ｉｉ）で表される。
（ｉ）０．０５≦ｘ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０≦ｙ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ<０．０５、且つ、ｖ=０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)、
（ｉｉ）０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖ。
【００３１】
好ましくは、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、前記（ｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｚ≦０．６、且つ、０．０≦ｙ≦０．７、且つ、０．００２≦ｚ≦０．０２、且つ、ｖ＝０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)で表され、前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．６、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表される。
【００３２】
より好ましくは、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、前記（ｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００≦ｙ≦０．５３、且つ、０．００３≦ｚ≦０．０１５、且つ、ｖ＝０．０(ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く)で表され、前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表される。
【００３３】
これによって、本実施の形態に係る結晶材料は、放射線の照射により発生するシンチレーション光の発光量が高く、蛍光寿命の短い結晶材料となる。
【００３４】
なお、公知のパイロシリケート系のシンチレータは、高い発光量が期待されるものの、ＣｅやＬａを希土類元素のサイトに置換しないと調和溶融組成にならないため、透明バルク体を作製することが非常に困難となってしまうという課題がある。しかしながら、一方で、希土類元素のサイトにＬａが増えることで有効原子番号Ｚeffが低くなるという課題がある。また、希土類元素のサイトにＣｅを増やすと、発光量が激減してしまうという課題がある。これに対して、本実施の形態に係る結晶材料は、これらの課題を解決するように構成することができる。
【００３５】
また、本実施の形態に係る結晶材料は、たとえば図１７に示されるように、当該結晶材料１０１が発するシンチレーション光を受光できる光検出器１０２と組み合わせることで、放射線検出器１００としての使用が可能となる。さらに、たとえば図１８に示されるように、放射線源２０１からの放射線を測定対象物２０１に照射し、測定対象物２０２を透過した放射線を放射線検出器１００で検出することで、非破壊検査装置２００としての放射線計測装置や資源探査装置としても使用可能である。
【００３６】
また、本実施の形態に係る結晶材料は、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を含むシンチレーション光を発生するが、シンチレーション光に含まれる蛍光成分の蛍光寿命を１０００ナノ秒以下、好ましくは１２０ナノ秒以下、且つ、蛍光ピーク波長を２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲とすることができる。このように、蛍光寿命が短いので、蛍光測定のためのサンプリング時間が短くて済み、高時間分解能、すなわちサンプリング間隔を低減することができる。また、高時間分解能が実現されることにより、単位時間でのサンプリング数を増加させることが可能になる。このような短寿命の発光を有する結晶材料は、撮像装置であるＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ（Single  photon  emission  computed  tomography；単一光子放射断層撮影）、およびＣＴ用の高速応答の放射線検出のためのシンチレータとして好適に利用できる。たとえば図１９に示されるように、放射線源２０１と放射線検出器１００とを円周の対称点に配置し、当該円周を走査しながら測定対象物２０２のトモグラフィー像を取得することで、ＣＴを用いた撮像装置３００としての使用が可能となる。
【００３７】
また、蛍光成分の蛍光ピーク波長が２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲であるので、シリコン半導体から構成されるＰＤ、ＡＰＤ、またはＳｉ−ＰＭなどの半導体光検出器と組み合わせて検出できるものである。特に、蛍光成分の蛍光ピーク波長が４００ｎｍ以下の場合、波長変換素子を用いて３００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長、すなわち上述の光検出器の波長感度が十分ある領域の波長に変換することが有効である。たとえば図２０に示されるように、波長変換素子１０３としては、プラスチック製の波長変換用光ファイバ（たとえばクラレ社製Ｙ１１（２００）Ｍ−Ｓ）等を用いたものを利用し、結晶材料１０１が発するシンチレーション光を波長変換した後に光検出器１０４とすることができる。また、組み合わせる光検出器１０４の種類は蛍光ピーク波長等に合わせて適宜利用でき、たとえばＰＭＴやＰＳ−ＰＭＴを利用してもよい。
【００３８】
また、本実施の形態に係る結晶材料において、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって発生するシンチレーション光に含まれる蛍光成分の蛍光寿命が８０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であれば、さらなる高分解能かつ高感度でのシンチレーション光の検出を実現できる。蛍光寿命が６０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であれば、より一層の高分解能かつ高感度でのシンチレーション光の検出を実現できるので好ましい。蛍光寿命および蛍光ピーク波長の調整は、結晶材料の組成を調整することによって実現することができる。たとえば、Ｃｅ濃度を高くすると蛍光寿命が短くなる。
【００３９】
また、本実施の形態に係る結晶材料では、環境温度が摂氏０度の場合の蛍光成分の発光量を基準とした場合に、環境温度が室温から摂氏１５０度の範囲における蛍光成分の発光量の前記基準からの減衰割合を２０％未満、好ましくは１５％未満とすることができる。また量子収率についても室温から摂氏１５０度の範囲における蛍光成分の発光量の前記基準からの減衰割合を２０％未満とすることができる。したがって、本実施の形態に係る結晶材料は、高温環境下でも発光量の減衰を少なくできるので、高温環境下で使用される結晶材料として非常に有用である。
【００４０】
特に、本実施の形態に係る結晶材料から構成されるシンチレータ、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥはＰｒまたはＣｅなどの遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１）で表される結晶材料から構成されるシンチレータと、室温以上、摂氏２００度以下の環境温度で動作する光検出器とを組み合わせて放射線検出器を構成することで、高温環境下での計測が必須となる資源探査などにも無冷却で利用可能であるので好ましい。
【００４１】
本実施の形態に係る結晶材料の単結晶の製造方法について、以下に説明する。いずれの組成の単結晶の製造方法においても、出発原料としては、一般的な酸化物原料が使用可能であるが、シンチレータ用単結晶として使用する場合、９９．９９％以上（４Ｎ以上）の高純度原料を用いることが特に好ましい。これらの出発原料を、融液形成時に目的の組成となるように秤量、混合したものを結晶育成原料として用いる。さらにこれらの出発原料中には、目的とする組成以外の不純物が極力少ない（例えば、１ｐｐｍ以下）ものが特に好ましい。特に当該結晶材料のシンチレーション光の波長付近に発光を有する元素（例えば、Ｔｂなど）や価数の変化する元素（例えば、Ｆｅ、Ｃｒなど）を極力含まない出発原料を用いることが好ましい。
【００４２】
結晶の育成は、不活性ガス（例えば、Ａｒ、Ｎ２、Ｈｅ等）雰囲気下で行うことが好ましい。または、不活性ガス（例えば、Ａｒ、Ｎ２、Ｈｅ等）と酸素ガスとの混合ガスを使用してもよい。ただし、この混合ガスの雰囲気下で結晶の育成を行う場合、坩堝の酸化を防ぐ目的で、酸素の分圧は２％以下であることが好ましい。ただし、フローティングゾーン法の様に坩堝を使用しない作製法を用いる場合は、酸素分圧は１００％まで設定可能である。なお、結晶成長後のアニールなどの後工程においては、酸素ガス、不活性ガス（例えば、Ａｒ、Ｎ２、Ｈｅ等）、および不活性ガス（例えば、Ａｒ、Ｎ２、Ｈｅ等）と酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。後工程においては、混合ガスを用いる場合、酸素分圧は２％以下という制限は受けず、酸素分圧０％から１００％までいずれの混合比のものを使用してもよい。
【００４３】
本実施の形態に係る結晶材料の単結晶の製造方法としては、マイクロ引き下げ法に加え、チョクラルスキー法（引き上げ法）、ブリッジマン法、帯溶融法（ゾーンメルト法）、および縁部限定薄膜供給結晶成長（ＥＦＧ法）、フローティングゾーン法等が挙げられるが、これらに限定されず、各種結晶育成方法を用いることができる。なお、大型単結晶を得るためには、チョクラルスキー法またはブリッジマン法が好ましい。大型単結晶を用いることにより、単結晶の歩留まりを向上させ、相対的には加工ロスを軽減することができる。したがって、特許文献１に記載のような、多結晶化した中から単結晶を取り出す方法と比較して、低コストかつ高品質の結晶材料を得ることができる。ただし、本実施の形態に係る結晶材料は、単結晶に限定されず、セラミックスなどの多結晶の焼結体でもよい。
【００４４】
一方、シンチレータ用単結晶として小型の単結晶のみを使用するのであれば、後加工の必要が無いかあるいは少ないことから、フローティングゾーン法、ゾーンメルト法、ＥＦＧ法、マイクロ引き下げ法、またはチョクラルスキー法が好ましく、坩堝との濡れ性などの理由から、マイクロ引き下げ法、またはゾーンメルト法が特に好ましい。
【００４５】
また、使用できる坩堝およびアフターヒータの材料としては、白金、イリジウム、ロジウム、レニウム、またはこれらの合金が挙げられる。
【００４６】
シンチレータ用単結晶の製造においては、さらに高周波発振機、集光加熱器、および抵抗加熱機を使用してもよい。
【００４７】
以下に、本実施の形態に係る結晶材料の単結晶の製造方法の例として、マイクロ引き下げ法およびフローティングゾーン法を用いた単結晶製造法を示すが、本実施の形態に係る結晶材料の単結晶の製造方法はこれに限定されるものではない。
【００４８】
マイクロ引き下げ法については、公知の高周波誘導加熱による雰囲気制御型マイクロ引き下げ装置を用いて行うことができる。マイクロ引き下げ装置は、たとえば、原料融液を収容する坩堝と、坩堝底部に設けた細孔から流出する原料融液に接触させる種結晶を保持する種結晶保持具と、種結晶保持具を下方に移動させる移動機構と、移動機構の速度を制御する移動速度制御装置と、坩堝を加熱する誘導加熱手段（たとえば高周波誘導加熱コイル）とを具備した単結晶製造装置である。このような単結晶製造装置によれば、坩堝直下に固液界面を形成し、下方向に種結晶を移動させることで、単結晶を作製することができる。
【００４９】
上記のマイクロ引き下げ法装置において、坩堝は、カーボン、白金、イリジウム、ロジウム、レニウム、またはこれらの合金である。また、坩堝底部外周にカーボン、白金、イリジウム、ロジウム、レニウム、またはこれらの合金からなる発熱体であるアフターヒータが配置される。坩堝及びアフターヒータのそれぞれの誘導加熱手段の出力調整により、発熱量を調整することによって、坩堝底部に設けた細孔から引き出される原料融液の固液境界領域の温度およびその分布を制御することができる。
【００５０】
上記の雰囲気制御型マイクロ引き下げ装置は、チャンバーの材質にはステンレス鋼（ＳＵＳ）、窓材には石英を採用し、かつ、雰囲気制御を可能にするためのロータリーポンプを具備し、ガス置換前において、内部の真空度を１×１０−３Ｔｏｒｒ以下にすることを可能にした装置である。また、チャンバーへは、付随するガスフローメータにより精密に調整された流量で、Ａｒ、Ｎ２、Ｈ２、Ｏ２ガス等を導入できるものである。
【００５１】
この装置を用いて、上述の方法にて準備した結晶育成原料を坩堝に入れ、炉内を排気して高真空にした後、ＡｒガスもしくはＡｒガスとＯ２ガスとの混合ガスを炉内に導入することにより、炉内を不活性ガス雰囲気もしくは低酸素分圧雰囲気とする。つぎに、高周波誘導加熱コイルに高周波電力を徐々に印加することにより坩堝を加熱して、坩堝内の原料を完全に融解する。
【００５２】
続いて、種結晶保持具に保持された種結晶を移動機構によって所定の速度で徐々に上昇させる。そして、種結晶の先端を坩堝下端の細孔に接触させて充分になじませたら、融液温度を調整しつつ、種結晶を下降させることで結晶を成長させる。
【００５３】
種結晶としては、結晶成長対象物と同等ないしは、構造・組成ともに近いものを使用することが好ましいが、これに限定されない。また種結晶として結晶方位の明確なものを使用することが好ましい。
【００５４】
準備した結晶育成原料が全て結晶化し、融液が無くなった時点で結晶成長は終了となる。一方、育成する結晶の組成を均一に保つ目的および長尺化の目的で、結晶育成原料の連続チャージ用機器を取り入れてもよい。これによって、結晶育成原料をチャージしながら結晶を育成することができる。
【００５５】
つぎに、フローティングゾーン法について説明する。フローティングゾーン法は、通常２ないし４つの回転楕円体ミラーによってハロゲンランプ等の光を集光し、その楕円焦点に多結晶で作った試料棒の一部を設置し、光エネルギーによって高温にして多結晶を融かし、徐々にミラー（焦点）を移動させることによって融けている部分を移動させ、その一方で融けていた部分をゆっくり冷やしていくことで、当該試料棒を大きな単結晶に変化させる方法である。
【００５６】
フローティングゾーン法では、坩堝を使用しないため、より高純度の結晶の育成が可能であり、さらに、酸素雰囲気では坩堝が酸化してしまい結晶育成が困難な条件でも、結晶の育成可能である。
【００５７】
以下、本発明の実施例および比較例について、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるわけではない。なお、以下の実施例では、Ｃｅ濃度は、特定の結晶中における濃度か、融液（仕込み）における濃度かのいずれかの記載となっているが、各実施例において、結晶中の濃度１に対して仕込み時の濃度１〜１０程度となるような関係があった。
【００５８】
（実施例１）
フローティングゾーン法により、(Ｃｅ０．０１Ｌｕ０．２０Ｌａ０．２５Ｇｄ０．５４)２Ｓｉ２Ｏ７の組成（Ｃｅ１％：ＧＬａＬｕＰＳ）で表される結晶を作製した。この結晶は、Ａ２Ｂ２Ｏ７で表されるパイロクロア型酸化物の一種であるパイロシリケート結晶である。図１は、作製した(Ｃｅ０．０１Ｌｕ０．２０Ｌａ０．２５Ｇｄ０．５４)２Ｓｉ２Ｏ７（Ｃｅ１％：ＧＬａＬｕＰＳ）結晶の写真を示す図である。図１に示すように、作製した単結晶は、その下の模様が透けて見えており、透明バルク体であった。
【００５９】
（実施例２）
フローティングゾーン法により、(Ｐｒ０．０１Ｌｕ０．２０Ｌａ０．２５Ｇｄ０．５４)２Ｓｉ２Ｏ７の組成（Ｐｒ１％：ＧＬａＬｕＰＳ）で表されるパイロシリケート結晶を作製した。図２は、作製した(Ｐｒ０．０１Ｌｕ０．２０Ｌａ０．２５Ｇｄ０．５４)２Ｓｉ２Ｏ７（Ｐｒ１％：ＧＬａＬｕＰＳ）結晶の写真を示す図である。図２に示すように、作製した単結晶は、その下の模様が透けて見えており、透明バルク体であった。
【００６０】
（実施例３）
フローティングゾーン法により、（Ｐｒ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｓｉ２Ｏ７の組成(Ｐｒ１％：ＧＬａＰＳ)で表されるパイロシリケート結晶を作製した。図３は、作製した（Ｐｒ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｓｉ２Ｏ７(Ｐｒ１％：ＧＬａＰＳ)結晶の写真を示す図である。図３に示すように、作製した単結晶は、その下の模様が透けて見えており、透明バルク体であった。
【００６１】
（実施例４）
フローティングゾーン法により、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｇｅ２Ｏ７の組成(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＧ)で表されるパイロゲルマネート結晶を作製した。図４は、得られた、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｇｅ２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＧ)結晶の写真を示す図である。この実施例４では、結晶の有効原子番号Ｚeffを大きくするためのＳｉからＧｅへの置換を行っているが、この置換の効果はＧｅに限定されず、ＳｉをＳｎ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｈｆなどに置換した、他のパイロクロア型酸化物においても期待される。
【００６２】
（実施例５）
フローティングゾーン法により、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．７Ｙ０．２）２Ｓｉ２Ｏ７の組成(Ｃｅ１％：ＧＬａＹＰＳ)で表されるパイロシリケート結晶を作製した。図５は、得られた、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．７Ｙ０．２）２Ｓｉ２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＹＰＳ)結晶の写真を示す図である。
【００６３】
（実施例６）
フローティングゾーン法により、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２（Ｓｉ，Ｚｒ）２Ｏ７の組成(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＳＺ)で表されるパイロクロア結晶を作製した。図６は、得られた、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２（Ｓｉ，Ｚｒ）２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＳＺ)結晶の写真を示す図である。この実施例６では、結晶の有効原子番号Ｚeffを大きくするためのＳｉからＺｒへの置換を行っている。
【００６４】
（実施例７）
チョクラルスキー法により、（Ｃｅ０．０１Ｇｄ０．９９）２Ｈｆ２Ｏ７の組成（Ｃｅ１％：ＧＨＯ)で表されるパイロハフネート結晶を作製した。図７は、得られた、（Ｃｅ０．０１Ｇｄ０．９９）２Ｈｆ２Ｏ７（Ｃｅ１％：ＧＨＯ)結晶の写真を示す図である。
【００６５】
（実施例８）
チョクラルスキー法により、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｓｉ２Ｏ７の組成(Ｃｅ１％：ＬａＰＳ)で表されるパイロシリケート結晶を作製した。図８は、得られた、（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｓｉ２Ｏ７(Ｃｅ１％：ＧＬａＰＳ)結晶の写真を示す図であり、サイズは１インチ（約２５ｍｍ）となっている。なお本実施例は、この結晶の育成法およびサイズに限定されるものではない。
【００６６】
なお、上記実施例７および８におけるチョクラルスキー法は、いわゆる回転引上げ法とも呼ばれ、坩堝内で溶融状態とした原料融液に種結晶を接触させ、これをゆっくり回転させながら引き上げることによって、当該種結晶の下端に結晶を成長させて大きな単結晶を作製する方法である。
【００６７】
（比較例）
公知の比較例として、市販されている５ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍサイズの（Ｃｅ０．０１Ｇｄ０．９９）２ＳｉＯ５（Ｃｅ１％：ＧＳＯ）結晶を用いた。
【００６８】
実施例１、２、３、４、５、６および８の結晶について、各々のシンチレーション光の発光特性を、Radioluminescence（５．５ＭｅＶのアルファ線励起）にて測定した。発光測定にはEdingurg社の分光器（型式：Instrument  FLS920）を用いた。図９は得られたプロファイルを示す図である。なお、図９において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は各々のピークで規格化したカウント数（ａｒｂ．ｕｎｉｔ）であり、発光強度を表す。図９に示すように、実施例１、２、３、４、５、６および８の結晶は、３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で発光ピーク波長を有するものであった。
【００６９】
さらに、実施例１および６で得られた結晶の発光量を見積もった。ここでそれぞれの結晶は光学グリース（応用光研社製６２６２Ａ）にて光検出器である光電子増倍管（浜松ホトニクス社製Ｒ７６００）に光学接着し、１ＭＢｑの放射能を有する１３７Ｃｓ密封線源（ガンマ線源）ないしは２４１Ａｍ密封線源（アルファ線源）を用い、ガンマ線を照射して励起、発光させた。
【００７０】
なお、光電子増倍管には７００Ｖを印加し、シンチレーション光を電気信号に変換した。ここで、光電子増倍管より出力される電気信号は、受光したシンチレーション光を反映したパルス状の信号であり、パルスの波高がシンチレーション光の発光強度を表す。このようにして光電子増倍管から出力された電気信号を整形増幅器で整形、増幅した後、多重波高分析器に入力して解析し、波高分布スペクトルを作成した。なお、比較例の（Ｃｅ１％：ＧＳＯ）結晶についても同様に波高分布スペクトルを作成した。
【００７１】
図１０は、１３７Ｃｓγ線（６６２ｋｅＶ）を照射して得られた波高分布スペクトル（実施例１、実施例６、比較例）を示す図である。図１０において、横軸はマルチチャネルアナライザ（ＭＣＡ）のチャネル番号であり、信号の大きさを表している。横軸については、６６２ｋｅＶガンマ線に由来する光電吸収ピークが、図中の右側にあるほど発光量が高いことを表す。図１０から分かるように、実施例１および６の結晶は比較例の結晶よりも発光量が高かった。なお、図１０において、実施例１および６の結晶の発光量はそれぞれ３５，０００および２４，０００ｐｈｏｔｏｎｓ／ＭｅＶであった。
【００７２】
つぎに、実施例１および６の結晶の減衰時間を求めた。ここで結晶は光学グリース（応用光研社製６２６２Ａ）にて光電子増倍管（浜松ホトニクス社製Ｒ７６００）に光学接着し、１ＭＢｑの放射能を有する１３７Ｃｓ密封線源を用い、ガンマ線を照射して励起、発光させた。そして、光電子増倍管からの信号をオシロスコープ（Tektronix社製TDS  3034B）で信号の時間分布を測定することで、減衰時間を求めた。
【００７３】
図１１は、実施例１の結晶の蛍光減衰曲線のプロファイルを示す図である。図１１において、横軸は時間を表し、縦軸は発光強度に対応する電圧を表している。なお、実線は減衰定数を求めるために時間ｔを変数とする次の関数Ｉ（ｔ）でフィットした結果である。ここで、
I(t)=0.181・exp(-t/56.3ns)+0.037・exp(-t/441ns)+0.00366
であった。すなわち、実施例１の結晶の蛍光の減衰時間は５６.３ナノ秒であり、高速シンチレータを構成できるものであった。
【００７４】
図１２は、実施例６の結晶の蛍光減衰曲線のプロファイルを示す図である。図１２において、横軸は時間を表し、縦軸は発光強度に対応する電圧を表している。同様に、蛍光減衰曲線から減衰定数を求めた結果、実施例６の結晶の蛍光の減衰時間は４１．６ナノ秒であった。
【００７５】
つぎに、ＰＥＴでは、シンチレータと光電子増倍管等の光検出器およびその後段の回路を組み合わせた全体での時間分解能が、画像の解像度を上げるために重要な性能となる。そこで、実施例１の結晶をシンチレータとして用いて、ＰＥＴとしての動作原理実証を行った。
【００７６】
具体的には、実施例１のシンチレータ結晶を光電子増倍管（浜松ホトニクス社製Ｈ６６１０）と組み合わせたものを２つ用意して、その中間の位置に２２Ｎａ密封線源を置き、２つのシンチレータ結晶と２２Ｎａ密封線源とが直線状に並ぶようにした。ここで、２２Ｎａ密封線源は、１８０度方向に同時に２光子、５１１ｋｅＶのエネルギーを持って放出されるガンマ線である対消滅ガンマ線を放出する。実際のＰＥＴイメージングでもこの対消滅ガンマ線が使用される。この２つの対消滅ガンマ線をそれぞれ光電子増倍管で受光する。そして、光電子増倍管からの信号が発生した時間の情報をデジタル化し、２つの時刻の差分情報について統計をとることにより、時間分解能を導出した。理想的には、２２Ｎａ密封線源からのガンマ線は同時に出ているために、時間差はないはずであるが、実際には、シンチレータの減衰時間や後段回路の影響で差がでる。
【００７７】
図１３は、時間分解能実験の結果を示す図である。図１３において、横軸は２つのシンチレータからの信号の時間差、縦軸はカウント数（ａｒｂ．Ｕｎｉｔ）である。なお、実線はフィッティングのためのガウス関数曲線である。図１３より、時間分解能（ＦＷＨＭ）は３ナノ秒（ガウス関数より導出）であった。
【００７８】
実施例１のシンチレータ結晶を用いた系の時間分解能は、従来のＰＥＴイメージングと同程度の性能であった。なおかつ実施例１のシンチレータ結晶は、発光量が通常のＰＥＴ用のシンチレータの発光量（２０，０００〜３０，０００ｐｈｏｔｏｎ／ＭｅＶ）に比べて大きかった。したがって、実施例１の結晶は、ＰＥＴ用シンチレータとしても有利である。
【００７９】
また、上述したように、シンチレータは石油探査等の資源探査でも使用されているが、測定時にはたとえば摂氏１５０度程度までの高温条件下での測定が必要になる。そこで、実施例９として作製した（Ｃｅ０．０１Ｌａ０．０９Ｇｄ０．９）２Ｓｉ２Ｏ７結晶を用いて発光量の温度依存性を調べた。
【００８０】
具体的には、摂氏２００度まで動作する耐熱性をもつ光電子増倍管である浜松ホトニクス社製Ｒ１２８８ＡＨと、実施例９の結晶とを組み合わせて、恒温槽内に置き、内部の温度（結晶の環境温度）を変化させながら、１３７Ｃｓ密封線源（６６２ｋｅＶのエネルギーを有するガンマ線）によって励起させて発生したシンチレーション光を測定した。
【００８１】
図１４は、結晶の環境温度と発光量との関係を示す図である。なお、図１４では、光電子増倍管の温度依存性を考慮して値を補正してある。図１４において、横軸は温度（摂氏）、縦軸は摂氏０度のときの６６２ｋｅＶガンマ線由来の光電吸収ピークから求めた発光量を１としたときの、規格化した発光量で表している。図１４より、実施例９の結晶は、摂氏１５０度でも室温と比べて発光量の減衰が無いことが確認された。
【００８２】
通常のシンチレータは、非特許文献３およびこれに記載されている参考文献に記述があるように、摂氏１５０度の条件では、室温での発光量に比べて５割〜７．５割程度の発光量になる。これに対して、実施例９の結晶は、高温環境下でも発光量の減衰が少ないので、資源探査等において非常に有用である。
【００８３】
なお、本発明に係る結晶材料を内在バックグラウンドが影響しないＰＥＴ等用のシンチレータとして用いる場合には、本発明に係る結晶材料の組成において、上述のＬａやＣｅのかわりにＬｕでも構わない。
【００８４】
図１５は、実施例１の結晶の量子収率の温度依存性を示す図である。図１５において、横軸は温度（摂氏）、縦軸は室温（摂氏２５度）のときの量子収率を１としたときの、規格化した量子収率を表している。実施例１の結晶は摂氏１５０度でも室温と比べて量子収率の減衰割合が２０％未満であることが確認された。
【００８５】
図１６は、実施例８の結晶の量子収率の温度依存性を示す図である。図１６において、横軸は温度（摂氏）、縦軸は室温（摂氏２５度）ときの量子収率を１としたときの、規格化した量子収率で表している。実施例８の結晶は摂氏１５０度でも室温と比べて量子収率の減衰割合が２０％未満であることが確認された。
【００８６】
ここで、量子収率は、励起波長で励起光線を入射させた時の光子数に対する発光した光子数の比である。摂氏１５０度でも室温と比べて量子収率の減少が２０%未満であることは、発光量の低下が電離作用を伴わない発光においてもある程度抑えられていることを示している。
【００８７】
白色発光ダイオードなどの照明器具では、発光を開始すると発光部の温度が１００℃以上の高温になり、発光量が３０％以上低下するという問題がある。一方、本発明の適用による結晶材料から構成される発光体では、発光部が高温になっても量子収率の減衰が少なく、照明器具などにも応用に好適である。例えば、図２１に示されるように、本発明の実施形態に係る照明機器４００は、本発明に係る結晶材料４０１に線源４０２から励起光線を入射させ、結晶材料４０１から放射される蛍光を照明光として用いる。また、照明機器４００のカバー４０３は、結晶材料４０１から放射される蛍光の色調を調整するために、蛍光体を塗布し、または、波長制限フィルターで構成されてもよい。なお、本発明の適用による結晶材料から構成される発光体は電離作用を伴う発光に限らない。
【００８８】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明に係る結晶材料は、放射線検出器、撮像装置、非破壊検査装置、および照明機器に有用である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月24日(2014.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）：
（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬａｘＭＥｙＲＥｚ）２（Ｓｉ１−ｖＭＭｖ）２Ｏ７  （１）
で表されることを特徴とする結晶材料。
ここで、式（１）中、ＭＥはＹ、Ｙｂ、ＳｃおよびＬｕから選択される少なくとも１種であり、ＲＥは遷移金属または希土類元素、ＭＭはＧｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、下記の（ｉ）または（ｉｉ）で表される。
（ｉ）０．０５≦ｘ＋ｚ＜１．０、且つ、０．０≦ｙ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ＜０．０５、且つ、ｖ＝０．０（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）、
（ｉｉ）０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖ（ただしＭＭがＨｆ、且つ、ｖ＝１のときはｙ＝０）。
【請求項２】
前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、
前記（ｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｚ≦０．６、且つ、０．０≦ｙ≦０．７、且つ、０．００２≦ｚ≦０．０２、且つ、ｖ＝０．０（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）で表され、
前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．６、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表される
ことを特徴とする請求項１に記載の結晶材料。
【請求項３】
前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、
前記（ｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００≦ｙ≦０．５３、且つ、０．００３≦ｚ≦０．０１５、且つ、ｖ＝０．０（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）で表され、
前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表される
ことを特徴とする請求項１に記載の結晶材料。
【請求項４】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が１０００ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項５】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が８０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項６】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が６０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項７】
環境温度が摂氏０度の場合の前記蛍光成分の発光量を基準とした場合に、環境温度が室温から摂氏１５０度の範囲における前記蛍光成分の発光量の前記基準からの減衰割合が、２０％未満であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料から構成されるシンチレータと、
前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料から構成されるシンチレータと、
前記シンチレータからの蛍光を受光し、該蛍光に含まれる波長２６０ｎｍ〜３５０ｎｍの光の波長を３２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲のいずれかの波長に変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子が波長変換した光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１、且つ、０＜ｘ）で表される結晶材料から構成されるシンチレータと、
室温以上、摂氏２００度以下の環境温度で動作し、前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一つに記載の放射線検出器を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項８〜１０のいずれか一つに記載の放射線検出器を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１、且つ、０＜ｘ）で表される結晶材料から構成される発光体を備えることを特徴とする照明機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ｒｕｎａ，Ｙ．Ｙａｇｉ，Ｋ．Ｓｕｓａ，Ｆ．Ｆｕｊｉｔａ，Ａ．Ｈｏｍｍａ，Ｓ．Ｎｉｓｈｉｙａｍａ，Ｈ．Ｉｓｈｉｂａｓｈｉ，Ｋ．Ｋｕｒａｓｈｉｇｅ  ａｎｄ  Ｍ．Ｆｕｒｕｓａｋａ，ＩＥＥＥ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｃｏｒｄ，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＵＳＡ，２９  Ｏｃｔｏｂｅｒ  −  ５  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２００６，ｐｐ．１１６０−１１６３．
非特許文献２：Ｓ．Ｋａｗａｍｕｒａ，Ｍ．Ｈｉｇｕｃｈｉ，Ｊ．Ｈ．Ｋａｎｅｋｏ，Ｓ．Ｎｉｓｈｉｙａｍａ，Ｊ．Ｈａｒｕｎａ，Ｓ．Ｓａｅｋｉ，Ｓ．Ｕｅｄａ，Ｋ．Ｋｕｒａｓｈｉｇｅ，Ｈ．Ｉｓｈｉｂａｓｈｉ  ａｎｄ  Ｍ．Ｆｕｒｕｓａｋａ，Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  ＆  Ｄｅｓｉｇｎ，ｖｏｌｕｍｅ  ９  （３），２００９，ｐａｇｅｓ  １４７０−１４７３．
非特許文献３：Ｓ．Ｋｕｒｏｓａｗａ，Ｍ．Ｓｕｇｉｙａｍａ，Ｔ．Ｙａｎａｇｉｄａ，Ｙ．Ｙｏｋｏｔａ，Ａ．Ｙｏｓｈｉｋａｗａ，Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ａ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６９０，２０１２，Ｐａｇｅｓ  ５３−５７．
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［００１２］
上述したように、シンチレータとして用いられる結晶材料には、高い発光量を持ち、蛍光寿命の短いことが求められている。
［００１３］
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い発光量を持ち、蛍光寿命の短い結晶材料、ならびにこれを用いた放射線検出器、撮像装置、非破壊検査装置、および照明機器を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［００１４］
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る結晶材料は、一般式（１）：（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬａｘＭＥｙＲＥｚ）２（Ｓｉ１−ｖＭＭｖ）２Ｏ７  （１）で表されることを特徴とする結晶材料。ここで、式（１）中、ＭＥはＹ、Ｙｂ、ＳｃおよびＬｕから選択される少なくとも１種であり、ＲＥは遷移金属または希土類元素であり、ＭＭはＧｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、下記の（ｉ）または（ｉｉ）で表される。
（ｉ）０．０５≦ｘ＋ｚ＜１．０、且つ、０．０≦ｙ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ＜０．０５、且つ、ｖ＝０．０（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
０を除く）、（ｉｉ）０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１．０、且つ、０．０００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖ（ただしＭＭがＨｆ、且つ、ｖ＝１のときはｙ＝０）。
［００１５］
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、前記（ｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｚ≦０．６、且つ、０．０≦ｙ≦０．７、且つ、０．００２≦ｚ≦０．０２、且つ、ｖ＝０．０（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）で表され、前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．０７≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．６、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表されることを特徴とする。
［００１６］
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、前記ｘ、ｙ、ｚ及びｖの範囲は、前記（ｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００≦ｙ≦０．５３、且つ、０．００３≦ｚ≦０．０１５、且つ、ｖ＝０．０（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）で表され、前記（ｉｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００１≦ｚ≦０．０５、且つ、０．０＜ｖで表されることを特徴とする。
［００１７］
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が１０００ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。
［００１８］
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が８０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。
［００１９］
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が６０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。
［００２０］
また、本発明に係る結晶材料は、上記発明において、環境温度が摂氏０度の場合の前記蛍光成分の発光量を基準とした場合に、環境温度が室温から摂
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
氏１５０度の範囲における前記蛍光成分の発光量の前記基準からの減衰割合が、２０％未満であることを特徴とする。
［００２１］
また、本発明に係る放射線検出器は、上記発明の結晶材料から構成されるシンチレータと、前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、を備えることを特徴とする。
［００２２］
また、本発明に係る放射線検出器は、上記発明の結晶材料から構成されるシンチレータと、前記シンチレータからの蛍光を受光し、該蛍光に含まれる波長２６０ｎｍ〜３５０ｎｍの光の波長を３２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲のいずれかの波長に変換する波長変換素子と、前記波長変換素子が波長変換した光を受光する光検出器と、を備えることを特徴とする。
［００２３］
また、本発明に係る放射線検出器は、上記発明の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１、且つ、０＜ｘ）で表される結晶材料から構成されるシンチレータと、室温以上、摂氏２００度以下の環境温度で動作し、前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器とを備えることを特徴とする。
［００２４］
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明の放射線検出器を備えることを特徴とする。
［００２５］
また、本発明に係る非破壊検査装置は、上記発明の放射線検出器を備えることを特徴とする。
［００２６］
また、本発明に係る照明装置は、上記発明の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥは遷移金属または希土類金属であり、且つ、０≦ｘ＋ｚ≦１、且つ、０＜ｘ）で表される結晶材料から構成される発光体を備えることを特徴とする。
発明の効果
［００２７］
本発明によれば、高い発光量を持ち、蛍光寿命の短い結晶材料を実現できるという効果を奏する。
図面の簡単な説明
［００２８］
［図１］図１は、作製した（Ｃｅ０．０１Ｌｕ０．２０Ｌａ０．２５Ｇｄ０．５４）２Ｓｉ２Ｏ７（
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月20日(2015.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）：
（Ｇｄ１−ｘ−ｙ−ｚＬａｘＭＥｙＲＥｚ）２ＭＭ２Ｏ７  （１）
で表されることを特徴とする結晶材料。
ここで、式（１）中、ＭＥはＹ、Ｙｂ、ＳｃおよびＬｕから選択される少なくとも１種であり、ＲＥはＣｅまたはＰｒであり、ＭＭはＳｉおよびＧｅから選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙ及びｚの範囲は、下記の（ｉ）で表される。
（ｉ）０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１．０、且つ、０．０５≦ｘ＋ｚ＜１．０、且つ、０．０≦ｙ＜１．０、且つ、０．０００１≦ｚ＜０．０５（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）。
【請求項２】
前記ｘ、ｙ及びｚの範囲は、
前記（ｉ）の場合に、さらに０．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．５、且つ、０．０７≦ｘ＋ｚ≦０．６、且つ、０．０≦ｙ≦０．７、且つ、０．００２≦ｚ≦０．０２（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）で表される
ことを特徴とする請求項１に記載の結晶材料。
【請求項３】
前記ｘ、ｙ及びｚの範囲は、
前記（ｉ）の場合に、さらに０．１０≦ｘ＋ｚ≦０．４７、且つ、０．００≦ｙ≦０．５３、且つ、０．００３≦ｚ≦０．０１５（ただしＲＥがＣｅのときはｙ＝０を除く）で表される
ことを特徴とする請求項１に記載の結晶材料。
【請求項４】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が１０００ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項５】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が８０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項６】
２ｅＶ以上の高エネルギー光子または粒子の照射によって蛍光を発し、前記蛍光に含まれる所定の蛍光成分は、蛍光寿命が６０ナノ秒以下であり、且つ、蛍光ピーク波長が３２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項７】
環境温度が摂氏０度の場合の前記蛍光成分の発光量を基準とした場合に、環境温度が室温から摂氏１５０度の範囲における前記蛍光成分の発光量の前記基準からの減衰割合が、２０％未満であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の結晶材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料から構成されるシンチレータと、
前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料から構成されるシンチレータと、
前記シンチレータからの蛍光を受光し、該蛍光に含まれる波長２６０ｎｍ〜３５０ｎｍの光の波長を３２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲のいずれかの波長に変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子が波長変換した光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥはＣｅまたはＰｒであり、且つ、０≦ｘ＋ｚ＜１、且つ、０＜ｘ、且つ、０．００１≦ｚ＜０．０５）で表される結晶材料から構成されるシンチレータと、
室温以上、摂氏２００度以下の環境温度で動作し、前記シンチレータからの蛍光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一つに記載の放射線検出器を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項８〜１０のいずれか一つに記載の放射線検出器を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の結晶材料、または、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬａｘＲＥｚ）２Ｓｉ２Ｏ７（ただし、ＲＥはＣｅまたはＰｒであり、且つ、０≦ｘ＋ｚ＜１、且つ、０＜ｘ、且つ、０．００１≦ｚ＜０．０５）で表される結晶材料から構成される発光体を備えることを特徴とする照明機器。
【国際調査報告】
2014104238.tif 000024
2014104238.tif 000025
2014104238.tif 000026