2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of the transparent, lightweight and flexible radiation detector and real-time imaging of the two-dimensional dose distribution
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20K08036
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
石井 聡 東京電機大学, 理工学部, 助教 (90442730)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 直也 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (30553515)
小西 輝昭 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, グループリーダー(定常) (70443067)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放射線検出器 / 2次元イメージング / リアルタイムイメージング / カーボンナノチューブ / プラスチックフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は，ポリエチレンナフタレート（PEN）シートを用いてリアルタイムでの線量測定方法を確立する計画であった．これに対して技術応用に向けた汎用性を考慮し，PENシートをポリエチレンテレフタレート（PET）シートに変更した．また，カーボンナノチューブ（CNT）薄膜電極を用いて，放射線の代わりに紫外線照射に対する電流応答特性を評価した．
真空中に設置したゼロバイアス状態のPETシートに対して，100～393 Kの温度範囲で波長365 nm(170 μW/cm2)の紫外線を照射した．その結果，負方向の電流が発生して最大となった後，緩やかに減少することを観測した．このことから，紫外線照射によりCNT薄膜電極からはホールがPET内へ注入され電極-PET界面近傍に空間電荷を形成し，後から注入されたホールは空間電荷が作る内部電場の制限を受けて流れることが明らかとなった．また，発生電流の立ち上がりと立下り時間は今回の測定限界である1ミリ秒以下であることを確認できた．一方で照射を継続すると発生電流が安定するまで数十秒を要することが判明し，現在減衰特性の評価を進めている．
電極-PET界面のエネルギー障壁の高さは発生電流の温度変化から数十meVと求められ，CNTとPETの仕事関数差から見積もられる値より2桁小さくなった．この原因はPET表面をプラズマ処理したことによるCNT薄膜電極-PET界面における界面準位の形成だと考えられる．今後は精密な電流検出に向けて界面状態の制御を進める．
CNT薄膜電極において紫外線透過率と発生電流が共にAg薄膜電極と比較して高いことを確認し，PETシートを用いた放射線検出用の電極として優位性を実証できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルスの影響による実験施設の制限により，当初計画していた放射線の照射実験を実施できなかった．代替手段として紫外線を用いて類似の実験を行い有益な知見を得たが，最終的に実際の放射線照射による確認が必要である．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に紫外線照射で得られた結果について，X線照射により確認する．また，これまでの研究で顕在化した発生電流の減衰特性やCNT-PET界面の状態など，放射線検出に影響を与えられると思われる特性の評価を進める．そのため，令和３年度は当初計画であるイメージング検出器とシステムの作製のうち，イメージング検出器の作製までを行う．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響による移動制限のため，打ち合わせのための出張が中止となり旅費を使用しなかったため．
次年度の出張旅費として使用する予定であるが，状況が変化せず出張ができない場合は物品の購入に充てるなど適宜有効に使用する計画である．
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