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論文

Visualizing cation vacancies in Ce:Gd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$ scintillators by gamma-ray-induced positron annihilation lifetime spectroscopy

藤森 公佑*; 北浦 守*; 平 義隆*; 藤本 將輝*; Zen, H.*; 渡邊 真太*; 鎌田 圭*; 岡野 泰彬*; 加藤 政博*; 保坂 将人*; et al.

Applied Physics Express, 13(8), p.085505_1 - 085505_4, 2020/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

CeドープGd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$(Ce:GAGG)シンチレーターにおける陽イオン空孔の存在を明らかにするために、ガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定(GiPALS)法による測定を行った。GAGGおよびCe:GAGGのGiPALSスペクトルに現れる成分は、バルク中と欠陥に捕獲された状態の陽電子消滅であり、その結果2つの指数減衰成分で構成されている。Ce:Y$$_{3}$$Al$$_{5}$$O$$_{12}$$に関する研究から、欠陥に関連する構造はAl/Ga-Oの複空孔に起因するものであることが示唆された。この成分は、Ce, Mg:GAGGの方が小さくなり、その傾向はリン光の原因である浅い電子トラップの抑制と相関していた。酸素空孔は、Al/Ga空孔の電荷を補う役割をしている。欠陥に関連した構造における寿命は、Mg共ドーピングによって大幅に変化し、これは、酸素空孔とともに、Al/GaサイトでのMg$$^{2+}$$イオンとの集合体を考慮することで理解され、その結果、空孔クラスターが形成された。

口頭

ガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定システムの開発

平 義隆*; 藤本 將輝*; 藤森 公佑*; 北浦 守*; Zen, H.*; 岡野 泰彬*; 保坂 将人*; 山崎 潤一郎*; 加藤 政博*; 平出 哲也; et al.

no journal, , 

一般的な陽電子源には$$^{22}$$Naなどの放射性核種が利用されるが、厚さ1mm以上の金属材料を透過できないといった問題がある。厚さ数cmのバルク試料及び圧力炉や高温炉など容器に入れられた試料に陽電子を発生させる方法として、高エネルギーガンマ線を利用するガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定法(Gamma-ray induced positron annihilation lifetime spectroscopy: GiPALS)がある。陽電子の消滅寿命は、金属材料では200ps程度であるため陽電子寿命を正確に測定するためにはそれよりもパルス幅の短いガンマ線をGiPALSに利用することが重要である。我々は、UVSORにおいて90$$^{circ}$$衝突レーザーコンプトン散乱を用いて独自に開発してきたパルス幅2psの超短パルスガンマ線のGiPALSへの原理実証実験に成功した。

口頭

UVSORにおけるガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定法の開発

平 義隆*; 藤本 將輝*; 藤森 公佑*; 北浦 守*; Zen, H.*; 岡野 泰彬*; 保坂 将人*; 山崎 潤一郎*; 加藤 政博*; 平出 哲也; et al.

no journal, , 

一般的な陽電子源には$$^{22}$$Naなどの放射性核種が利用されるが、厚さ1mm以上の金属材料を透過できないといった問題がある。厚さ数cmのバルク試料及び圧力炉や高温炉など容器に入れられた試料に陽電子を発生させる方法として、高エネルギーガンマ線を利用するガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定法(Gamma-ray induced positron annihilation lifetime spectroscopy: GiPALS)がある。陽電子の消滅寿命は、金属材料では200ps程度であるため陽電子寿命を正確に測定するためにはそれよりもパルス幅の短いガンマ線をGiPALSに利用することが重要である。我々は、UVSORにおいて90$$^{circ}$$衝突レーザーコンプトン散乱を用いて独自に開発してきたパルス幅2psの超短パルスガンマ線のGiPALSへの原理実証実験に成功した。

口頭

ガンマ線誘起陽電子消滅寿命分光によって解き明かすガーネット結晶の空孔型欠陥

北浦 守*; 藤森 公佑*; 平 義隆*; 藤本 將輝*; Zen, H.*; 平出 哲也; 鎌田 圭*; 渡邊 真太*; 大西 彰正*

no journal, , 

カチオン空孔は負に帯電するので、その性質を調べるには陽電子消滅分光法が唯一の方法である。我々は、超短パルスレーザーと電子ビームの垂直衝突によって高エネルギーパルスガンマ線を発生させた。本研究では、その高エネルギーガンマ線を用いた陽電子消滅寿命分光によってGAGG(Gd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$)、CeドープGAGGおよびCe, MgドープGAGGの結晶中に存在する空孔型欠陥の研究を行った。欠陥に関連した構造における寿命は、Mg共ドーピングによって大幅に変化し、これは、酸素空孔とともに、Al/GaサイトでのMg$$^{2+}$$イオンとの集合体を考慮することで理解され、その結果、空孔クラスターが形成されていると考えられた。

口頭

ガンマ線誘起陽電子消滅寿命分光で解き明かすCe:Gd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$結晶の燐光成分の起源

藤森 公佑*; 北浦 守*; 平 義隆*; 藤本 將輝*; Zen, H.*; 平出 哲也; 鎌田 圭*; 渡邊 真太*; 大西 彰正*

no journal, , 

超短パルスレーザーと電子ビームの垂直衝突によって高エネルギーパルスガンマ線を発生させた。本研究では、その高エネルギーガンマ線を用いた陽電子消滅寿命分光によってGAGG(Gd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$)、CeドープGAGGおよびCe, MgドープGAGGの結晶中に存在する空孔型欠陥の研究を行った。欠陥に関連した構造における寿命は、Mg共ドーピングによって大幅に変化し、これは、Al/Ga空孔が消失することを示す。この事実は燐光成分が抑制されることとよく対応しており、Mgの共添加が浅い電子捕獲中心の抑制に有効であることを示す重要な結果である。

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