| 研究課題/領域番号 |
22K04905
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 浜松医科大学 |
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研究代表者 |
赤城 嘉也 浜松医科大学, 医学部, 教務員 (30334981)
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| 研究分担者 |
三浦 康弘 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20261159)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 有機無機交互層状ハイブリッド / ラングミュア・ブロジェット法 / インターカレーション法 / 元素置換 / 量子井戸構造 / アニーリング / 有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト / シンチレーター / ２次元層状有機無機ハイブリッドペロブスカイト / 多重量子井戸構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機無機層状ハイブリッドペロブスカイトのバルク単結晶に，明るく，速い発光が見いだされている。しかし，X線吸収層（ハロゲン化金属層）が一層であるため，厚い単結晶でなければ充分な感度が得られない。申請者はアルキルアミンのLB膜にハロゲン化金属層をインターカレートして結晶性の高い有機無機層状ハイブリッドペロブスカイト超薄膜を作製し，安定な励起子吸収と紫外線励起による緑色発光を確認している。バルク単結晶とは異なり，ハロゲン化金属の層数やバリア層の厚みを自在に変えられる。本研究は，この超薄膜を用いてシンチレーターとしての最適な構造要素を明らかにし，実用に適した厚膜も含むシンチレーター材料開発に貢献する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は，有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイトのシンチレーター（放射線照射で蛍光を発する材料）としての最適な構造の解明を目的としている。
2022年度には，その目的を達成するための重要な前段階として，構造・組成を自在に変えて有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜を作製する技術の確立に焦点を絞った。その結果，（１）：オクタデシルアミン（ODA）のラングミュア・ブロジェット膜の作製，（２）：ODAのラングミュア・ブロジェット膜（有機膜）の層間へのハロゲン化金属層のインターカレーション(ODAのラングミュア・ブロジェット膜をハロゲン化鉛とハロゲン化水素の混合水溶液（例：PbI2/HI aq.)に浸漬することによる），（３）：（１）～（２）で作製した薄膜試料を，異なるハロゲン元素を含むハロゲン化水素蒸気（例：HBr蒸気)に曝露することによるハロゲン元素の部分置換，という３段階の製膜法である。2023年度には，この手法に新たに比較的低い温度のアニーリング（80℃程度)を加えて，より安定で結晶性の高い試料を作製することに成功した(X線回折法により高次の回折を確認している）。
試料のナノ構造とシンチレータ機能の関係を明らかにするためには，様々な組成・構造を持つ結晶性の高い試料の作製法の確立が不可欠であるが，本年度，その課題を達成できたと考える。今後，シンチレータ機能の評価に進み，有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイトのナノ構造とシンチレータ機能の関係を明らかにしたい。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2022年度の研究が終了した段階では，シンチレータ機能の評価には，2022年度に確立した３段階の試料作製法で十分と考えていた。しかし，膜の薄さから放射線阻止能が低く，シンチレータ機能の評価が行えなかった。このため，当初の予定と異なり，2023年度も試料作製法の確立に多くの時間を費やすこととなった。研究の進捗は当初の予定より「やや遅れている」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度には，３段階の試料作製法にアニーリング（比較的低い温度）を加えて，より結晶性の高い薄膜試料が作製できるようになった。最終年度には，2023年度に改良した試料作製法，膜厚の増加，および，より高感度な計測方法(PMTを用いる方法等）により，本研究の目的の達成を目指す。
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