闪烁体制造技术

本发明专利技术涉及具有将CsI(碘化铯)作为母体且含有铊(Tl)和铋(Bi)的结晶的闪烁体，其可提供一种能够在维持高输出的同时进一步提高余辉特性的新型闪烁体。本发明专利技术提出了一种闪烁体，其是具有将CsI(碘化铯)作为母体并含有Tl、Bi和O而成的结晶的闪烁体，其特征在于，上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a为0.001at.ppm≦a≦5at.ppm，上述结晶中的相对于I的O含有浓度b和上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a之比例(a/b)为0.005×10‑4～200×10‑4。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够适用于例如X射线检测器等中的闪烁体。
技术介绍
闪烁体是吸收γ射线、X射线等放射线并发射可见光线或波长接近于可见光线的电磁波的物质。作为其用途，例如可以举出医疗用PET(正电子发射断层成像装置)、TOF-PET(飞行时间正电子发射断层成像装置)、X射线CT(X射线计算机断层成像装置)、在机场等处使用的随身物品检査装置、港口等处使用的行李检査装置、石油探索装置以及辐射剂量计测装置和高能粒子计测装置等各种放射线检测器。这样的放射线检测器通常由闪烁体部和光检测部构成，闪烁体部接收放射线并转换为可见光，光检测部是对于经该闪烁体部转换并透过来的可见光进行检测并转换成电气信号的光电子倍增管(下文中称为“PMT”)或光电二极管等。并且，对于被用于这种用途的闪烁体来说，为了减小噪音并提高测定精度，期望其为发光输出高的闪烁体。以往，CsI、NaI等碱卤化物结晶作为闪烁体被广泛实用化。其中，将CsI作为母体的闪烁体的放射线吸收效率比较高、放射线损伤比较少、利用真空蒸镀法等比较容易制作薄膜，从这些方面等出发利用了将CsI作为母体的闪烁体。但是，现有的CsI闪烁体的发光效率并不是很高，因此对于在将CsI作为母体的结晶中掺杂杂质来提高闪烁效率的闪烁体或者掺杂有TlI(碘化铊)的CsI：Na、CsI：Tl等进行了实用化。例如在专利文献1中公开了在碘化铯(CsI)中掺杂有铊(Tl)的碘化铯：铊(CsI：Tl)。另外，在专利文献2中，作为改善了余辉特性的闪烁体，公开了在将CsI(碘化铯)作为母体且含有铊(Tl)作为发光中心的结晶材料中掺杂铋(Bi)而成的闪烁体。【现有技术文献】【专利文献】专利文献1：日本特开2008-215951号公报专利文献2：WO2013/027671号公报
技术实现思路
【专利技术所要解决的课题】对于上述专利文献2所公开的闪烁体、即具有将CsI(碘化铯)作为母体且含有铊(Tl)和铋(Bi)的结晶的闪烁体进行了研究，结果已经知道，通过将铋(Bi)的含有浓度调整成特定的低范围，能够在维持输出的同时改善余辉特性。但是还已经知道，通过仅单纯地降低铋(Bi)的含有浓度，难以在维持高输出的同时进一步提高余辉特性。因此，本专利技术涉及具有将CsI(碘化铯)作为母体且含有铊(Tl)和铋(Bi)的结晶的闪烁体，其可提供一种能够在维持高输出的同时进一步提高余辉特性的新型闪烁体。【解决课题的手段】本专利技术提出了一种闪烁体，其是具有将CsI(碘化铯)作为母体并含有Tl、Bi和O而成的结晶的闪烁体，其特征在于，上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a为0.001at.ppm≦a≦5at.ppm，上述结晶中的相对于I的O含有浓度b和上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a之比例(a/b)为0.005×10-4～200×10-4。【专利技术的效果】本专利技术涉及具有将CsI(碘化铯)作为母体且含有铊(Tl)、铋(Bi)和氧(O)的结晶的闪烁体，通过将结晶中的相对于I的O含有浓度b和结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a之比例(a/b)维持在规定范围、同时降低上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a并将其调整成规定范围，成功地在维持高输出的同时进一步提高余辉特性。从而，本专利技术中提出的闪烁体通过与例如作为检测器的PD(光电二极管)组合，能够进一步提高放射线检测器的输出，同时能够使放射线检测器的图像更加鲜明、能够利用随身行李检査机等对移动的被摄体良好地拍摄。【附图说明】图1是表示在实施例中用于测定输出的装置的构成(示意)的图。图2是表示在实施例的制造中使用的结晶生长装置的构成(示意)的图。图3是实施例8中得到的晶体(测定样品)的动态SIMS的图像。图4是比较例1中得到的晶体(测定样品)的动态SIMS的图像。【具体实施方式】下面对本专利技术的实施方式进行详细说明。但是，本专利技术的范围并不限于以下说明的实施方式。(闪烁体)本实施方式的闪烁体(下文中称为“本闪烁体”)为具有将CsI(碘化铯)作为母体(host)且含有Tl、Bi和O而成的结晶的闪烁体。本闪烁体的上述母体中，除了CsI(碘化铯)以外，还可以含有Tl化合物或Bi化合物或这两者。即，本闪烁体的上述母体可以由CsI(碘化铯)构成，也可以含有CsI(碘化铯)以及Tl化合物或Bi化合物或这两者。此处，Tl化合物和Bi化合物是后述的Tl原料、Bi原料或它们的化合物。通过在将CsI(碘化铯)作为母体且含有铊(Tl)作为发光中心的结晶材料中掺杂铋(Bi)，能够一定程度地降低作为这种闪烁体的问题的余辉。可以认为，这样的作用或许是由于在CsI结晶中固有存在的晶格缺陷等产生发光的能量被铋(Bi)的跃迁能量以非发光状态消耗掉，从而能够降低闪烁体的余辉。其中，通过将结晶中的相对于I的O含有浓度b和结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a之比例(a/b)维持在规定范围、同时降低结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a并将其调整成规定范围，能够在维持高输出的同时进一步提高余辉特性。从这一观点出发，结晶中的铋(Bi)相对于Cs的含有浓度a优选为0.001at.ppm≦a≦5at.ppm，其中特别优选0.001at.ppm以上或1at.ppm以下，进一步特别优选0.003at.ppm以上或0.5at.ppm以下。通过使铋(Bi)的含有浓度a为5at.ppm以下，能够在无损于输出特性的情况下发挥出余辉降低效果。另一方面，通过使铋(Bi)的含有浓度a为0.001at.ppm以上，能够得到低余辉化的效果。此时，为了在维持高输出的同时进一步提高余辉特性，优选如上所述将结晶中的相对于I的O含有浓度b和结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a之比例(a/b)调整成规定范围。从这一观点出发，结晶中的相对于I的O含有浓度b和相对于Cs的Bi含有浓度a之比例(a/b)优选为0.005×10-4～200×10-4，其中特别优选为0.01×10-4以上或100×10-4以下、进一步特别优选为0.05×10-4以上或50×10-4以下。上述结晶中的氧(O)相对于I的含量只要为上述之比例(a/b)的范围内就没有特别限定。但是，优选结晶中的相对于I的O含有浓度b为0at.％<b≦0.30at.％，其中特别优选为0.001at.％以上或0.10at.％以下、进一步特别优选为0.01at.％以上或0.08at.％以下。通过以在该浓度范围的方式含有氧(O)，能够达成仅少量含有铋(Bi)所无法达成的性能、即能够在维持高输出的同时更进一步降低余辉。对于上述结晶中的铊(Tl)的含量没有特别限定。作为大致的标准，以铊(Tl)相对于CsI中的Cs的含有浓度计优选为100at.ppm～10000at.ppm，其中特别优选为300at.ppm以上或4000at.ppm以下。铊(Tl)的含有浓度为100at.ppm以上时，所生长的结晶能够得到充分的闪烁发光效率。另一方面，铊(Tl)的含有浓度为10000at.ppm以下时，能够避免由于浓度消光所致的发光量减小。需要说明的是，为了成为上述的相对于Cs的Bi含有浓度，Bi的投料浓度、换言之在本闪烁体制造时的混合量优选为0.01at.％以下、更优选为0.00001at.％以上或0.01at.％以下。另外，为了成为上述的T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闪烁体，其是具有将CsI(碘化铯)作为母体并含有Tl、Bi和O而成的结晶的闪烁体，其特征在于，上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a为0.001at.ppm≦a≦5at.ppm，上述结晶中的相对于I的O含有浓度b和上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a的比例a/b为0.005×10‑4～200×10‑4。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 JP 2015-0726061.一种闪烁体，其是具有将CsI(碘化铯)作为母体并含有Tl、Bi和O而成的结晶的闪烁体，其特征在于，上述结晶中的相对于Cs的Bi含有浓度a为0.001at.ppm≦...

【专利技术属性】
技术研发人员：户塚大辅，
申请(专利权)人：日本结晶光学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP