Cs₂LaLiBr₆∶Ce（CLLB∶Ce）結晶は優れたエネルギー分解能と高い光出力を有するが、中性子／ガンマ（n/γ）識別などの閃光性能はさらなる向上が必要である。本研究ではブリッジマン法を用いて、サイズがΦ10 mm×50 mmで異なるZn²⁺濃度の共ドープCLLB∶Ce結晶の作製に成功した。Zn²⁺共ドープがCLLB∶Ce結晶の結晶構造、閃光特性および欠陥特性に与える影響を体系的に検討した。熱ルミネッセンス（TL）測定により、Zn²⁺共ドープ後の結晶中欠陥準位の位置および量の変化を解析し、温度依存X線励起発光スペクトル（可変温度XEL）と併せて欠陥が閃光機構に与える影響機構を明らかにした。結果は、Zn²⁺共ドープにより基質の欠陥準位構造が再構築され、欠陥の種類と量を制御することで閃光過程を調整し、閃光寿命の速い遅い成分の比率に影響を及ぼすことを示している。0.1% Zn²⁺を共ドープした結果、137Cs@662 keV線下での結晶のエネルギー分解能は3.8%から3.2%に向上し、市販のLaBr₃∶Ce結晶を上回った。したがって、Zn²⁺共ドープはCLLB∶Ce結晶の閃光性能を改善する有効な方法であり、結晶の減衰時間を制御してn/γ識別性能にも影響を与えることができる。CLLB∶Ce、Zn結晶は核放射線検出分野で良好な応用展望を有する。

閃光結晶; CLLB∶Ce; 中性子/ガンマ識別; 閃光性能; 熱ルミネッセンス; メカニズム論議