JPH06100360A - 単結晶の熱処理方法 - Google Patents
単結晶の熱処理方法Info
- Publication number
- JPH06100360A JPH06100360A JP25116192A JP25116192A JPH06100360A JP H06100360 A JPH06100360 A JP H06100360A JP 25116192 A JP25116192 A JP 25116192A JP 25116192 A JP25116192 A JP 25116192A JP H06100360 A JPH06100360 A JP H06100360A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- rare earth
- atmosphere
- oxygen
- heat treatment
- Prior art date
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光透過率が高く、シンチレータ等の光学結晶に
好適な希土類アルミ酸化合物単結晶を得るための熱処理
法を提供する。 【構成】チョクラルスキー法で、融点が約２０００℃の
セリウム賦活アルミ酸イットリウム単結晶（Ｙ0.999Ｃ
ｅ0.001ＡｌＯ3）又はセリウム賦活アルミ酸ガドリニウ
ム単結晶（Ｇｄ0.999Ｃｅ0.001ＡｌＯ3）を育成する。
これを窒素雰囲気中、１４００℃で１０時間熱処理す
る。
好適な希土類アルミ酸化合物単結晶を得るための熱処理
法を提供する。 【構成】チョクラルスキー法で、融点が約２０００℃の
セリウム賦活アルミ酸イットリウム単結晶（Ｙ0.999Ｃ
ｅ0.001ＡｌＯ3）又はセリウム賦活アルミ酸ガドリニウ
ム単結晶（Ｇｄ0.999Ｃｅ0.001ＡｌＯ3）を育成する。
これを窒素雰囲気中、１４００℃で１０時間熱処理す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類アルミ酸化合物
単結晶の熱処理方法に関する。
単結晶の熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セリウム等で賦活した希土類アルミ酸化
合物の単結晶はシンチレータ、固体レーザ等の励起発光
機構で発光する光学結晶に利用できることが知られてい
る。一方、タングステン酸化合物の単結晶の場合、酸素
富化の雰囲気において熱処理すると、シンチレータの蛍
光出力は向上することが知られている（特公昭６４−６
１６０号公報）。
合物の単結晶はシンチレータ、固体レーザ等の励起発光
機構で発光する光学結晶に利用できることが知られてい
る。一方、タングステン酸化合物の単結晶の場合、酸素
富化の雰囲気において熱処理すると、シンチレータの蛍
光出力は向上することが知られている（特公昭６４−６
１６０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、セリウム等で
賦活した希土類アルミ酸化合物の単結晶は、蛍光出力が
小さいため更に改善が望まれていた。セリウム等で賦活
した希土類アルミ酸化合物の単結晶をタングステン酸化
合物の単結晶の場合と同様に、これを酸素富化の雰囲気
で熱処理すると単結晶が着色し、逆に蛍光出力が低下す
る。本発明は、光透過率が高く、シンチレータ等の光学
結晶に好適な希土類アルミ酸化合物の単結晶を得ること
を目的とする。
賦活した希土類アルミ酸化合物の単結晶は、蛍光出力が
小さいため更に改善が望まれていた。セリウム等で賦活
した希土類アルミ酸化合物の単結晶をタングステン酸化
合物の単結晶の場合と同様に、これを酸素富化の雰囲気
で熱処理すると単結晶が着色し、逆に蛍光出力が低下す
る。本発明は、光透過率が高く、シンチレータ等の光学
結晶に好適な希土類アルミ酸化合物の単結晶を得ること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、セリウム等で
賦活した希土類アルミ酸化合物の単結晶を酸素の少ない
雰囲気下又は還元雰囲気下で熱処理すると、光透過率が
向上し、シンチレータ特性を向上させ得ることを見出し
て完成したものである。
賦活した希土類アルミ酸化合物の単結晶を酸素の少ない
雰囲気下又は還元雰囲気下で熱処理すると、光透過率が
向上し、シンチレータ特性を向上させ得ることを見出し
て完成したものである。
【０００５】すなわち、本発明は下記の（１）〜（４）
に関する。 （１）一般式Ｒｅ1-xＺxＡｌＯ3〔ここにＲｅは希土類
元素からなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を表
し、ＺはＣｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎ
ｄ（ネオジム）、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｈｏ（ホルミ
ウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バ
ナジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）又は
Ｔｉ（チタン）を表し、ｘは０≦ｘ≦０．１の範囲の数
値を表す。〕で表される希土類アルミ酸化合物単結晶
を、酸素の少ない雰囲気又は還元雰囲気下に加熱するこ
とを特徴とする、希土類アルミ酸化合物単結晶の熱処理
方法。 （２）ＲｅがＧｄ（ガドリニウム）である、上記（１）
の熱処理方法。 （３）ＲｅがＹ（イットリウム）である、上記（１）の
熱処理方法。 （４）ＺがＣｅである、上記（１）〜（３）のいずれか
の熱処理方法。
に関する。 （１）一般式Ｒｅ1-xＺxＡｌＯ3〔ここにＲｅは希土類
元素からなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を表
し、ＺはＣｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎ
ｄ（ネオジム）、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｈｏ（ホルミ
ウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バ
ナジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）又は
Ｔｉ（チタン）を表し、ｘは０≦ｘ≦０．１の範囲の数
値を表す。〕で表される希土類アルミ酸化合物単結晶
を、酸素の少ない雰囲気又は還元雰囲気下に加熱するこ
とを特徴とする、希土類アルミ酸化合物単結晶の熱処理
方法。 （２）ＲｅがＧｄ（ガドリニウム）である、上記（１）
の熱処理方法。 （３）ＲｅがＹ（イットリウム）である、上記（１）の
熱処理方法。 （４）ＺがＣｅである、上記（１）〜（３）のいずれか
の熱処理方法。
【０００６】本発明において、Ｒｅは希土類元素、すな
わち、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｙ、Ｌｎ（ランタン）、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマ
リウム）、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジ
スプロシウム）、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ
（イッテルビウム）及びＬｕ（ルテチウム）のうちの、
１種又は２種以上の元素を表す。
わち、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｙ、Ｌｎ（ランタン）、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマ
リウム）、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジ
スプロシウム）、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ
（イッテルビウム）及びＬｕ（ルテチウム）のうちの、
１種又は２種以上の元素を表す。
【０００７】ｘの数値は、本発明で用いる希土類アルミ
酸化合物の構成元素の量的範囲を規定するものである。
ｘが０．１を越えると、発光波長での光の吸収が大きく
なり、実用的ではない。
酸化合物の構成元素の量的範囲を規定するものである。
ｘが０．１を越えると、発光波長での光の吸収が大きく
なり、実用的ではない。
【０００８】本発明では酸素の少ない雰囲気又は還元雰
囲気で熱処理し、単結晶の着色を防止しつつ蛍光を高
め、シンチレータ等の光学結晶としての性能の向上を図
る。酸素の少ない雰囲気とは、酸素量が空気中の含有量
より少ない雰囲気のことであり、好ましくは酸素分圧が
１％以下の雰囲気である。例えば、窒素雰囲気が好んで
用いられる。また、還元雰囲気とは、酸素量が空気中の
含有量より少ない雰囲気のことを含むほか、水素ガスを
含む雰囲気である。
囲気で熱処理し、単結晶の着色を防止しつつ蛍光を高
め、シンチレータ等の光学結晶としての性能の向上を図
る。酸素の少ない雰囲気とは、酸素量が空気中の含有量
より少ない雰囲気のことであり、好ましくは酸素分圧が
１％以下の雰囲気である。例えば、窒素雰囲気が好んで
用いられる。また、還元雰囲気とは、酸素量が空気中の
含有量より少ない雰囲気のことを含むほか、水素ガスを
含む雰囲気である。
【０００９】熱処理の温度は、単結晶の種類や熱処理炉
の構造、熱処理の時間等によって適宜決める。通常、単
結晶の融点より５０〜６５０℃低い温度（融点が２００
０℃の単結晶の場合、１３５０〜１９５０℃の範囲の温
度）で熱処理するとよい。温度が融点に近い温度又はそ
れを越える温度では結晶が融解する恐れがあり、融点マ
イナス６５０℃よりも更に低い温度では熱処理の効果が
少ない。熱処理の時間については、これも単結晶の種類
や熱処理炉の構造、熱処理の温度等によって適宜決める
が、通常、１時間以上で効果が表れる。時間は長いほど
効果的であるが、必要以上の長時間はエネルギーの無駄
である。
の構造、熱処理の時間等によって適宜決める。通常、単
結晶の融点より５０〜６５０℃低い温度（融点が２００
０℃の単結晶の場合、１３５０〜１９５０℃の範囲の温
度）で熱処理するとよい。温度が融点に近い温度又はそ
れを越える温度では結晶が融解する恐れがあり、融点マ
イナス６５０℃よりも更に低い温度では熱処理の効果が
少ない。熱処理の時間については、これも単結晶の種類
や熱処理炉の構造、熱処理の温度等によって適宜決める
が、通常、１時間以上で効果が表れる。時間は長いほど
効果的であるが、必要以上の長時間はエネルギーの無駄
である。
【００１０】本発明の熱処理は、育成した単結晶につい
て行なってもよいし、また、単結晶の育成工程の中に熱
処理を組み入れ、単結晶の育成と熱処理を連続的、ある
いは同時に行ってもよい。
て行なってもよいし、また、単結晶の育成工程の中に熱
処理を組み入れ、単結晶の育成と熱処理を連続的、ある
いは同時に行ってもよい。
【００１１】セリウムで賦活した希土類アルミ酸化合物
の単結晶は、酸素の少ない雰囲気又は還元的雰囲気中で
熱処理すると、光吸収の原因となる着色が減少し、透過
率が向上する理由は次のように考えられる。賦活剤であ
るセリウムは結晶中で３価のイオンとして存在し、これ
が発光中心として働くと考えられる。しかし、結晶育成
の条件ではセリウムが一部、４価で存在し、これが着色
の原因となる。このような４価のセリウムイオンを含む
セリウム賦活希土類アルミ酸化合物の単結晶を、酸素の
少ない雰囲気又は還元的雰囲気中で熱処理すると、結晶
中の４価のＣｅイオンは３価に還元され、着色が減少す
る。
の単結晶は、酸素の少ない雰囲気又は還元的雰囲気中で
熱処理すると、光吸収の原因となる着色が減少し、透過
率が向上する理由は次のように考えられる。賦活剤であ
るセリウムは結晶中で３価のイオンとして存在し、これ
が発光中心として働くと考えられる。しかし、結晶育成
の条件ではセリウムが一部、４価で存在し、これが着色
の原因となる。このような４価のセリウムイオンを含む
セリウム賦活希土類アルミ酸化合物の単結晶を、酸素の
少ない雰囲気又は還元的雰囲気中で熱処理すると、結晶
中の４価のＣｅイオンは３価に還元され、着色が減少す
る。
【００１２】
【実施例】本発明を実施例により、更に具体的に説明す
る。
る。
【００１３】実施例１ チョクラルスキー法で先ず、融点が約２０００℃のセリ
ウム賦活アルミ酸イットリウム単結晶（Ｙ0.999Ｃｅ
0.001ＡｌＯ3）を育成した。これから１０×１０×１０
ｍｍ3のサンプルを切り出し、対向する２面を鏡面に研
磨し、透過率を測定した。透過率は波長４００ｎｍにお
いて、６８％であった。次に、そのサンプルを窒素雰囲
気中、１４００℃で１０時間熱処理した。その後、上記
と同様に透過率を測定すると、７６％であった。
ウム賦活アルミ酸イットリウム単結晶（Ｙ0.999Ｃｅ
0.001ＡｌＯ3）を育成した。これから１０×１０×１０
ｍｍ3のサンプルを切り出し、対向する２面を鏡面に研
磨し、透過率を測定した。透過率は波長４００ｎｍにお
いて、６８％であった。次に、そのサンプルを窒素雰囲
気中、１４００℃で１０時間熱処理した。その後、上記
と同様に透過率を測定すると、７６％であった。
【００１４】実施例２ チョクラルスキー法で先ず、融点が約２０００℃のセリ
ウム賦活アルミ酸ガドリニウム単結晶（Ｇｄ0.999Ｃｅ
0.001ＡｌＯ3）を育成した。これから１０×１０×１０
ｍｍ3のサンプルを切り出し、対向する２面を鏡面に研
磨し、透過率を測定した。透過率は波長４２０ｎｍにお
いて、９％であった。次に、そのサンプルを窒素雰囲気
中、１４００℃で１０時間熱処理した。その後、上記と
同様に透過率を測定すると、１９％であった。
ウム賦活アルミ酸ガドリニウム単結晶（Ｇｄ0.999Ｃｅ
0.001ＡｌＯ3）を育成した。これから１０×１０×１０
ｍｍ3のサンプルを切り出し、対向する２面を鏡面に研
磨し、透過率を測定した。透過率は波長４２０ｎｍにお
いて、９％であった。次に、そのサンプルを窒素雰囲気
中、１４００℃で１０時間熱処理した。その後、上記と
同様に透過率を測定すると、１９％であった。
【００１５】
【発明の効果】本発明の熱処理により、セリウム等で賦
活した希土類アルミ酸化合物単結晶の透過率を向上させ
ることができ、シンチレータ等の光学特性を向上させる
ことができる。
活した希土類アルミ酸化合物単結晶の透過率を向上させ
ることができ、シンチレータ等の光学特性を向上させる
ことができる。
Claims (4)
- 【請求項１】一般式Ｒｅ1-xＺxＡｌＯ3〔ここにＲｅは
希土類元素からなる群から選ばれた少なくとも一種の元
素を表し、ＺはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｈｏ、Ｅｒ、
Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｏ又はＴｉを表し、ｘは０≦ｘ≦
０．１の範囲の数値を表す。〕で表される希土類アルミ
酸化合物単結晶を、酸素の少ない雰囲気又は還元雰囲気
下に加熱することを特徴とする、希土類アルミ酸化合物
単結晶の熱処理方法。 - 【請求項２】ＲｅがＧｄである、請求項１の熱処理方
法。 - 【請求項３】ＲｅがＹである、請求項１の熱処理方法。
- 【請求項４】ＺがＣｅである、請求項１〜請求項３のい
ずれかの熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25116192A JPH06100360A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 単結晶の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25116192A JPH06100360A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 単結晶の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06100360A true JPH06100360A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17218587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25116192A Pending JPH06100360A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 単結晶の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100360A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001139942A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-05-22 | General Electric Co <Ge> | Ｍｎ２＋で賦活された緑色発光性ＳｒＡｌ１２Ｏ１９発光材料 |
| WO2006049284A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Prを含むシンチレータ用単結晶及びその製造方法並びに放射線検出器及び検査装置 |
| JP2007001849A (ja) * | 2005-05-27 | 2007-01-11 | Hitachi Chem Co Ltd | 単結晶の熱処理方法 |
| JP2008007391A (ja) * | 2006-06-02 | 2008-01-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 単結晶の熱処理方法 |
| CN102560663A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-11 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种2.8-3微米激光晶体及其制备方法 |
| JP2012149223A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-08-09 | Tohoku Univ | Ｘ線シンチレータ用材料 |
| JP2015151535A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 株式会社オキサイド | 単結晶、放射線検出器及び放射線検出器の使用方法 |
| CN108359271A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-08-03 | 中国科学院包头稀土研发中心 | 一种耐高温紫色稀土陶瓷色料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP25116192A patent/JPH06100360A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001139942A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-05-22 | General Electric Co <Ge> | Ｍｎ２＋で賦活された緑色発光性ＳｒＡｌ１２Ｏ１９発光材料 |
| JP5389328B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2014-01-15 | 株式会社 東北テクノアーチ | Ｐｒを含むシンチレータ用単結晶及びその製造方法並びに放射線検出器及び検査装置 |
| WO2006049284A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Prを含むシンチレータ用単結晶及びその製造方法並びに放射線検出器及び検査装置 |
| JPWO2006049284A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2008-08-07 | 株式会社 東北テクノアーチ | Ｐｒを含むシンチレータ用単結晶及びその製造方法並びに放射線検出器及び検査装置 |
| EP1816241A4 (en) * | 2004-11-08 | 2010-04-28 | Tohoku Techno Arch Co Ltd | PR-CONTAINING CRYSTAL FOR SCINTILLATOR, MANUFACTURING METHOD, RADIATION DETECTOR AND INSPECTION APPARATUS |
| US9834858B2 (en) | 2004-11-08 | 2017-12-05 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Pr-containing scintillator single crystal, method of manufacturing the same, radiation detector, and inspection apparatus |
| JP2007001849A (ja) * | 2005-05-27 | 2007-01-11 | Hitachi Chem Co Ltd | 単結晶の熱処理方法 |
| US8728232B2 (en) | 2005-05-27 | 2014-05-20 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Single crystal heat treatment method |
| JP2008007391A (ja) * | 2006-06-02 | 2008-01-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 単結晶の熱処理方法 |
| JP2012149223A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-08-09 | Tohoku Univ | Ｘ線シンチレータ用材料 |
| CN102560663B (zh) * | 2012-02-13 | 2015-04-15 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种2.8-3微米激光晶体及其制备方法 |
| CN102560663A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-11 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种2.8-3微米激光晶体及其制备方法 |
| JP2015151535A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 株式会社オキサイド | 単結晶、放射線検出器及び放射線検出器の使用方法 |
| CN108359271A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-08-03 | 中国科学院包头稀土研发中心 | 一种耐高温紫色稀土陶瓷色料及其制备方法 |
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