先端結晶工学研究部 先駆的機能性結晶開発と 先進センサーの具現化で未来を拓く	教授　吉川　彰
	助教　横田　有為

　　本研究室では、外部からのエネルギーと結晶との相互作用に興味を持ち、�@化学と物理の両側面からの材料設計、�A合成プロセスの開発、�B相互作用の評価と理解、の3つの切り口から先駆的な機能性結晶の開発研究を進めています。また、「物質」を実際に使われる「材料」へと昇華させることも重要視し、優れた特性を持つ「材料候補」に関しては、そのデバイス化、実機搭載にも主体的に関わる点も研究室の特徴です。
　　研究体制は、研究室内で異分野融合を行っており、要素技術の上流から下流までを垂直統合する体制で取り組んでいます。下流のデバイス側の要請を踏まえて上流の材料設計を行うことで、ユーザーに求められる特性の発現をターゲットにして、産学連携体制で取り組んでおります。
　　新規機能性結晶の開発には、スクリーニングと高品質化との２つのプロセスを用います。単結晶材料開発では、スクリーニングにマイクロ引下法という独自の高速単結晶作製法を用いていますが、この方法は従来法に比して数十倍の高速作製も可能であるため、母結晶や賦活剤の組成最適化に適しています。高品質化は引上げ法という高品質バルク単結晶の量産現場で用いられている方法を利用し、結晶性が最も高い状態での特性の評価も行っています。
　　これまでに新規γ線用シンチレータや新規中性子線用シンチレータ等、実用化された結晶材料の開発実績があります（図１）。 国内外の共同研究を通じて、環境やエネルギーも含めた市民社会の安全・安心・便利さを支える高機能デバイスを実現する新規機能性結晶を創製することで、貢献して行きたいと考えております。

図１．（a）γ線用シンチレータPr：LuAG単結晶。乳癌用PET等に実機搭載されている。 （b）中性子線用シンチレータLiCAF単結晶。

図２．（a）Pr系シンチレータのX線励起ラジオルミネッセンススペクトル。 （b）Pr：LuAGシンチレータの波高値スペクトル。