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ペロブスカイト厚膜シンチレータの高速化学気相析出 :: CVD of Eu- and Tb-doped YAP thick film scintillators (Mater. Trans., 2023)

三觜佑理さん (M2) の研究成果が、Materials Transactions 誌に受理されました。論文題目は「High-Speed Epitaxial Growth of Terbium- and Europium-Doped Yttrium Aluminum Perovskite Thick Film Phosphors Using Laser-Assisted Chemical Vapor Deposition」です。本研究は、Creation of Materials by Superthermal Field 特集号に収録されています。

Y. Mitsuhashi, S. Matsumoto, A. Ito, High-Speed Epitaxial Growth of Terbium- and Europium-Doped Yttrium Aluminum Perovskite Thick Film Phosphors Using Laser-Assisted Chemical Vapor Deposition, Materials Transactions.
https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-ME2022001

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YAG共晶系厚膜シンチレータの化学気相析出 :: CVD of YAG-alumina chemically deposited eutectics (J. Am. Ceram. Soc., 2023)

三觜佑理さん (当時M2) および松本昭源さん (D3) の研究成果が、J. Am. Ceram. Soc. 誌に受理されました。論文題目は「Chemical vapor deposition of ordered structures in YAG–alumina eutectic system」です。2023年5月5日にオンライン公開され、2023年6月7日にOpen Access化されました。

詳細は、プレスリリースをご覧ください。

メディア掲載
・OPTRONICS ONLINE | 日本の研究.com
・EurekAlert! | Phys.org | AZO MATERIALS | SEMICONDUCTOR DIGEST

尚、本研究成果の一部は、日本学術振興会科学研究費補助金・特別研究員奨励費、NEDO官民による若手研究者発掘支援事業、横浜工業会学術研究推進援助、環境情報研究院共同研究推進プロジェクトの支援を受けて得られたものです。

Y. Mitsuhashi, S. Matsumoto, A. Ito, Chemical vapor deposition of ordered structures in YAG–alumina eutectic system, Journal of the American Ceramic Society.
https://doi.org/10.1111/jace.19176

Link to ScienceDirect Topics: scintillator, chemical vapor deposition, eutectics

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LuAG共晶系厚膜シンチレータの化学気相析出 :: CVD of LuAG-alumina chemically deposited eutectics for scintillators (Opt. Mater., 2023)

松本昭源さん (D3) の研究成果が、Optical Materials 誌に受理されました。論文題目は「Growth and scintillation properties of Ce3+:LuAG–Al2O3 chemically deposited eutectics」です。本研究は、東北大学およびファインセラミックスセンターとのそれぞれの共同研究の成果をまとめたものです。

S. Matsumoto, S. Kurosawa, D. Yokoe, T. Kimura, A. Ito, Growth and scintillation properties of Ce3+:LuAG–Al2O3 chemically deposited eutectics, Optical Materials.
https://doi.org/10.1016/j.optmat.2023.113674

Link to ScienceDirect Topics: scintillator, chemical vapor deposition, eutectics

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X線撮像向けLuAG厚膜シンチレータの迅速製造技術 :: High-throughput production of LuAG-based thick film scintillators (Sci. Rep., 2022)

srep-luag

松本昭源君 (D3) の研究成果が、Nature portfolio が出版する Scientific Reports 誌に受理されました。論文題目は「High-throughput production of LuAG‑based highly luminescent thick flm scintillators for radiation detection and imaging」です。本研究は、Open Access 論文として、2022年11月11日にオンライン公開されました。

詳細は、プレスリリースをご覧ください。

メディア掲載
・電波新聞 | OPTRONICS ONLINE | 日経XTECH | 日本の研究.com

尚、本研究成果の一部は、日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 (21J11881)、JST-SCORE IdP-GAPファンド (JPMJST2078)、NEDO官民による若手研究者発掘支援事業、日本学術振興会科学研究費補助金 (JP17H03426, JP20H02477, JP20H05186, 21H01825, 21H05199)、横浜工業会学術研究推進援助、環境情報研究院共同研究推進プロジェクトの支援を受けて得られたものです。

S. Matsumoto, A. Ito, High-throughput production of LuAG‑based highly luminescent thick flm scintillators for radiation detection and imaging, Scientific Reports. https://doi.org/10.1038/s41598-022-23839-w

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厚膜シンチレータの高速化学気相析出に関する研究成果 :: CVD of oxide-based thick film scintillators (JJAP, 2022)

伊藤暁彦研究室が現在取り組んでいる「厚膜シンチレーターの高速化学気相成長」に関する研究成果の一部を、Japanese Journal of Applied Physics 誌に Review 論文としてまとめました。論文題目は「Chemically vapor deposited oxide-based thick film scintillators」です。本研究は、Open Access 論文として、2022年11月11日付で ACCEPTED MANUSCRIPT としてオンライン先行公開されています。

放射線の検出技術やイメージング技術は、生産技術分野における非破壊検査、医療分野における診断と治療、空港や原子力施設におけるセキュリティ活動などに利用されています。放射線の検出、画像化の感度・分解能を向上させるためには、放射線を可視光に変換する蛍光体 (シンチレータ) 媒体中の光散乱や自己吸収を抑える必要があります。近年、厚さ数十マイクロメートルの厚膜シンチレータが注目されていますが、単結晶バルク体や多結晶透明セラミックス焼結体を切断・研磨して製造しているため、製造や成形に大きなコストがかかっています。

本レビュー論文ではまず、α粒子検出やX線イメージングにおける厚膜シンチレータの利点を数値シミュレーションにより考察しています。次いで、我々の研究室で取り組んでいる「タングステン系やルテチウム系の実用酸化物材料の化学気相析出」に関する研究成果を列挙し、厚膜シンチレータを直接かつ迅速に合成する新しいプロセスとして化学気相析出法を紹介しています。

A. Ito, S. Matsumoto, Chemically vapor deposited oxide-based thick film scintillators, Japanese Journal of Applied Physics. https://doi.org/10.35848/1347-4065/aca249

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イットリア厚膜シンチレータの高速化学気相析出 :: CVD of Eu-doped yttria thick film scintillators (Sens. Mater., 2022)

松本昭源さん (D3) の研究成果が、Sensors and Materials 誌に受理されました。論文題目は「Photo- and Radioluminescence Properties of Ce3+-doped Lu3Al5O12 Thick Film Grown by Chemical Vapor Deposition」です。本研究は、Open Access 論文として公開されています。

S. Matsumoto, A. Ito, Photo- and Radioluminescence Properties of Eu3+-doped Y2O3 Thick Film Grown by Chemical Vapor Deposition, Sensors and Materials. https://doi.org/10.18494/SAM.2021.3325

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自己配向性セラミックスコーティングに関する研究成果 :: CVD of highly oriented ceramic coatings (JCS-Japan, 2021)

伊藤がこれまでに取り組んできた研究成果の一部を、Journal of the Ceramic Society 誌に Review 論文としてまとめました。論文題目は「Chemical vapor deposition of highly oriented ceramic coatings in a high-intensity laser irradiation」です。本研究は、Open Access 論文として、2021年8月30日付で公開されました。

化学気相析出 (CVD: Chemical Vapor Deposition) 法に高強度レーザー照射を導入することで、気相と膜界面における析出反応が促進され、セラミックスコーティング製造における高速成膜と自己配向成長を実現できます。電子顕微鏡 (SEMやTEM) 観察を通じて、柱状、羽状、単結晶などのユニークな微細構造を持つセラミックスコーティングを合成できることが明らかにしてきました。

我々が研究しているCVDプロセスは、エンジニアリングセラミックス材料の高速エピタキシャル成長と優れた物性発現の両立を可能にするものであり、酸化物、窒化物、炭化物、およびそれらの化合物や複合体を高速で成膜することができます。本レビュー論文では、Al2O3, TiO2, Al2TiO5, BaAl12O19, BaTiO3, YBa2Cu3O7, CeO2 といった伝統的セラミックス材料として知られながらも現在でも実用材料として使用される一連のエンジニアリングセラミックス材料について、自己配向成長やナノ構造を制御したセラミックスコーティングを合成することで、新たな価値を付与することができることを示しています。

A. Ito, Chemical vapor deposition of highly oriented ceramic coatings in a high-intensity laser irradiation, Journal of the Ceramic Society of Japan. https://doi.org/10.2109/jcersj2.21135

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LuAG厚膜シンチレータの高速化学気相析出 :: CVD of Ce-doped LuAG thick film scintillators (Sens. Mater., 2021)

松本昭源さん (D2) の研究成果が、Sensors and Materials 誌に受理されました。論文題目は「Photo- and Radioluminescence Properties of Ce3+-doped Lu3Al5O12 Thick Film Grown by Chemical Vapor Deposition」です。本研究は、Open Access 論文として公開されています。

S. Matsumoto, A. Ito, Photo- and Radioluminescence Properties of Ce3+-doped Lu3Al5O12 Thick Film Grown by Chemical Vapor Deposition, Sensors and Materials. https://doi.org/10.18494/SAM.2021.3325

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アルミナ–ハフニア秩序構造の気相合成に成功 :: Self-organization of alumina-hafnia nanocomposite (JCS-Japan, 2021)

松本昭源君 (D1) の研究成果が、Journal of the Ceramic Society of Japan 誌に受理されました。論文題目は、「Preparation of HfO2–Al2O3 nanocomposite films using chemical vapor deposition」です。

本研究成果は、Journal of the Ceramic Society of Japan 2021年1月号のCoverに選ばれました。研究成果に関する詳細は、追って公開します。

S. Matsumoto, A. Ito, Preparation of HfO2–Al2O3 nanocomposite films using chemical vapor deposition, Journal of the Ceramic Society of Japan. https://doi.org/10.2109/jcersj2.20156

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ストロンチウムハフネートの化学気相析出における有機金属原料の選定 :: Selection of metal-organic precursors for strontium hafnate (JCS-Japan, 2021)

藤江清花さん (M1) の研究成果が、Journal of the Ceramic Society of Japan 誌に受理されました。論文題目は、「Precursor selection for metal–organic chemical vapor deposition of SrHfO3 films with Sr(dpm)2 and Sr(hfa)2」です。

ペロブスカイト型ジルコニウム酸化物やハフニウム酸化物 (AZrO3 や AHfO3: A = Ca, Sr および Ba) は、熱伝導度が低く、融点が高いことから、熱遮蔽コーティング材料として期待されます。本研究では、優れた遮熱性と硬度を兼ね備えた材料としてSrHfO3に着目しました。しかし、熱遮蔽コーティング法として主流の大気圧プラズマスプレー (APS) 法や電子ビーム物理蒸着 (EB-PVD) 法を含め、これまでSrHfO3膜の気相合成に関する研究報告はありませんでした。

藤江さんは、MOCVD法によるSrHfO3の気相合成を提案し、これを実現するためにまずSr有機金属化合物原料の選定を行いました。我々の研究室では、これまでSrのMO原料としてStrontium bis(dipivaloylmethanate) (Sr(dpm)2) を用いてM型ヘキサフェライト (SrM) 磁性結晶等の合成を行ってきましたが、本研究ではより高い蒸気圧と反応性を有する Strontium bis(hexafluoroacetylacetonate) (Sr(hfa)2) に着目し、両原料を用いた比較実験を通じて、Sr(hfa)2原料を用いたSrHfO3のCVD合成に成功しました。

Sr(hfa)2 or Sr(dpm)2

S. Fujie, A. Ito, Precursor selection for metal–organic chemical vapor deposition of SrHfO3 films with Sr(dpm)2 and Sr(hfa)2, Journal of the Ceramic Society of Japan. https://doi.org/10.2109/jcersj2.20157