Development of Scintillation Materials having Nanoscale Structure

我々は，ナノメートルスケールの構造を有する材料を用い，新規のシンチレータ材料開発に成功してきた。ナノメートルスケールの構造を有する材料を，シンチレータとして用いることに成功した要因は，下記の2点である。

1. 半導体からの励起子発光に基づく，高速シンチレータ開発に成功した。これは，半導体ナノ構造での量子閉じ込め効果を利用することにより，室温において，高効率の励起子発光が利用可能となるためである．
2. プラスチックシンチレータの検出効率を劇的に向上することに成功した。放射線との相互作用機能を担う酸化物ドメインと，発光機能を担うプラスチックシンチレータドメインから構成される，ナノハイブリッド材料開発により，プラスチックシンチレータの高速応答性と，高エネルギーX線や中性子に対して高い感度を持つ材料開発に成功した。

上記のアプローチによるシンチレータ材料開発は，希土類イオンの発光中心を用いる従来のアプローチとは一線を画すものであり，当該分野における新機軸を打ち出すものである。

We have developed novel scintillation materials having a nanoscale structure.Such materials afford two main advantages:

1. Free exciton luminescence of semiconductor nanostructures can be usedowing to quantum confinement effects.
2. The detection efficiency of plastic scintillators can be enhanced by fabricating plastic-oxide nanocomposite materials, which can be separated into two parts: a plastic scintillator domain and an oxide domain with which high-energy photons or neutrons interact. Based on the above approach, we have successfully fabricated scintillation materials having self-organized quantum well or quantum dot structure, and we have also fabricated plastic-oxide nanocomposite scintillation materials.

This approach is in direct contrast to the conventional method in which rare-earth ions are used as luminescence centers, and paves the way to synthesize novel high-quality scintillation materials by controlling the higher-order structure of the materials.