Yb³⁺ドープされたLu₂O₃結晶は、高温耐性、高密度およびサブナノ秒レベルの減衰特性などの利点により、極限環境下での超高速シンチレーション検出器の理想的な材料となっている。本稿では、温度勾配法を用いて作製した超高速シンチレーション結晶Yb∶Lu₂O₃の関連特性の研究を報告する。熱重量差示走査熱量測定、熱機械分析、耐圧強度試験により、ルテチウム酸化物が優れた熱安定性および耐圧性を有することが示された。¹³⁷Csによるγ線源励起で、減衰時間1.5 ns、絶対光出力56 photons/MeVが観測された。超高速シンチレーション結晶Yb∶Lu₂O₃の絶対光出力の初測定である。これは、高エネルギー物理実験分野においてYb∶Lu₂O₃結晶が有力な候補材料としての可能性を示しており、その高効率な放射応答と優れた高温・高圧耐性は次世代のシンチレーターデバイスの性能最適化に向けた新たな方向性を提供する。

Yb∶Lu₂O₃;結晶成長;超高速シンチレーション;極限環境