2021 Fiscal Year Annual Research Report
放射線検出を目的とするハロゲン化鉛系ペロブスカイト厚膜作製と物性評価
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19K05680
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
池上 和志 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授 (30375414)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト / X線 / 放射線検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ヨウ化鉛系ペロブスカイト化合物であるヨウ化鉛メチルアンモニウム(MAPbI3)をはじめとする化合物群を、ガンマ線またはＸ線を検出する素子の受光部として用いるための材料選定、素子作製、ならびに素子の特性評価を行うことを目的としている。
単結晶を用いたX線の検出に関する研究も進められているペロブスカイト材料CsPbBr3の熱プレス法によるペレット化の検討を引き続き進めた。本研究では、市販のCsPbBr3粉末を押し固める方法作製したペレットで、50Vの電圧を印加しながらX線感度を測定した結果、400～500 μC/Gy cm2の感度がえられたが、この感度は、再結晶法で作製した単結晶ペレットの検出感度の約半分にとどまった。SEMによる表面の観察の結果、熱プレス法では、微結晶が押し固められてはいたが、単結晶の形成にはいたらなかった。
ハロゲン化物によるX線の検出素子としては、ヨウ化ビスマスを用いる素子が特許等で開示されている。ヨウ化ビスマスBiI3も市販の粉末を入手し、同様の熱プレス法によるペレット化を試み、X線の検出感度を測定した。さらに、粉末からペレットを作製できる熱プレス法の特徴をいかし、CsPbBr3とBiI3の粉末をメノウ乳鉢で混合したペレットの作製も行った。しかしながら、混合ペレットでは、暗電流が上昇する傾向にあり、Ｘ線感度は大幅に低下する結果となった。そのため、本研究室での熱プレス法によるペレット作製では、溶液からの単結晶法で作製するCsPbBr3によるＸ線素子による感度に到達することは難しいとの結論にいたった。ハロゲン化鉛系ペロブスカイトの太陽電池への応用において、光電変換素子を作製し、ペロブスカイト層の電子線照射による劣化と回復機構についての研究に着手した。これらの研究より、ハロゲン化鉛系ペロブスカイトの放射線環境での応用をひろげる知見を得た。
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