2018 Fiscal Year Annual Research Report
Perovskite photodiode-based high sensitivity X-ray detector for use in medical diagnosis
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17K19108
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
宮坂 力 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 特任教授 【東京大学先端科学技術研究センター・フェロー】 (00350687)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | X線検出 / 医療診断 / 鉛ペロブスカイト / 光電変換 / 光ダイオード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
X線の吸収に必要な厚いペロブスカイト結晶層を担持する目的で、メチルアンモニウム鉛のハロゲン化物(MAPbI3ならびにMAPbBr3 )の単結晶を化学晶析法によって生成し、これを粉砕して粒子サイズがサブミクロンから10ミクロンのペロブスカイト単結晶の微粒子を作製し、次にこの微粒子粉末を、本研究予算で購入した高温加熱式機械プレス装置を使って厚さが400ミクロンほどのペレット状のフィルムに成形した。この際に、圧力2000㎏/㎝2の条件で温度を100℃まで昇温し、微粒子が半融結したフィルムを形成するのに最適な成型条件を決定した。この結果、MAPbI3を用いた場合にペロブスカイト結晶が溶融して凝集した半透明な結晶フィルムが得られた。このフィルムに金属電極を蒸着して平板素子を作製しX線ジェネレータを用いてエネルギーが20eVから50eV のX線を照射し、素子の外部回路電圧として5～20Vを印加してX線照射応答電流を検出した。その結果、5nA 以上の安定な応答を得ることに成功した。素子の応答は印加電圧とともに増加し、また、素子の温度を下げるほどバックグラウンドの電流が抑制されることが判明した。温度を0℃以下まで下げることによってバックグラウンドの電流は応答電流がほぼ消滅し、この結果として高いS/N比で、X線応答が得られることを検証した。低温における応答特性の最適値から得られる応答電流値の量子効率をもとに応答感度を見積もった結果、感度は実用化しているCdTeを用いたX 線素子に近い値まで到達すると考えられる。
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