| Project/Area Number |
22K18717
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
|
|---|
| Keywords | ペロブスカイト半導体 / メチルアンモニウム臭化鉛 / 放射線 / ベータ線 / X線 / ガンマ線 / アルファ線 / 逆温度結晶化法 / 臭化メチルアンモニウム / 臭化鉛(II) / 移動度・寿命 / セシウム臭化鉛 / ガンマ線検出器 / 粒子検出器 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
シリコンなどを用いた既存の半導体検出器は高い検出性能を持つ反面、大型化の難しさや高額な製作コストなど実用面で多くの制限がある。高い光電変換効率により太陽光発電の分野で新たに研究が進んでいるメチルアンモニウム臭化鉛に代表されるペロブスカイト半導体材料は単結晶として生成できる他、薄膜状に生成することもでき、低コストで大面積化することが可能となりつつあり、また、原子番号が大きな元素を含むことから、薄膜状にしてもガンマ線などの高エネルギーの粒子線に対して大きな吸収断面積を持つ。本研究ではペロブスカイト半導体を用いた検出器を種々の形状で作成し、実用的な検出器としての性能を検証する。
|
| Outline of Final Research Achievements |
This study focuses on the application of perovskite semiconductors, which are currently gaining attention in fields such as solar power generation, as radiation detectors. The research was initiated with the aim of expanding the application of semiconductor detectors in areas such as particle and nuclear experiments. A detection element using methylammonium lead bromide, which can be easily synthesized in a laboratory, was fabricated, and its performance as a semiconductor was evaluated for detecting gamma rays, beta rays, and alpha rays. The results indicated that the current methylammonium lead bromide crystal has difficulty in significantly detecting these individual radiation particles. However, sensitivity to high-intensity X-rays was confirmed, suggesting that certain applications may still be possible even with the existing crystal quality.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では太陽光発電などの分野で低コストかつ高い光電変換効率で注目されているペロブスカイト半導体を、その特徴を生かして放射線検出器として応用することを目指して実施した。ペロブスカイト半導体の１種であるメチルアンモニウム臭化鉛の単結晶を溶液から成長させて生成し、それを用いた放射線検出器を製作、性能評価を行った。ガンマ線、ベータ線、アルファ線といった代表的な放射線を1粒子単位で検出するのは困難という結果になった一方、高強度のX線に対する感度が示された。この結果は本手法により製作した放射線検出器の限界を示すとともに、このように簡易、安価な方法でも半導体放射線検出器が製作可能なことを示すものである。
|
