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2018 年度 実績報告書

医療診断用ペロブスカイト光ダイオード型X線高感度検出素子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K19108
研究機関桐蔭横浜大学

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード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
研究実績の概要

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。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Halide Perovskite Photovoltaics: Background, Status, and Future Prospects2019

    • 著者名/発表者名
      Jena Ajay Kumar、Kulkarni Ashish、Miyasaka Tsutomu
    • 雑誌名

      Chemical Reviews

      巻: 119 ページ: 3036~3103

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00539

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tolerance of Perovskite Solar Cell to High-Energy Particle Irradiations in Space Environment2018

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Yu、Ikegami Masashi、Chen Hsin-Wei、Ohshima Takeshi、Imaizumi Mitsuru、Hirose Kazuyuki、Miyasaka Tsutomu
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 2 ページ: 148~155

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.isci.2018.03.020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lead Halide Perovskites in Thin Film Photovoltaics: Background and Perspectives2018

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka Tsutomu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 ページ: 1058~1068

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180071

    • 査読あり
  • [学会発表] Photovoltaics of Halide Perovskites and Perspectives of Extensive Applications from the Ground to the Universe2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂 力
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting, Boston
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代太陽電池ペロブスカイト太陽電池の技術動向と未来2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂 力
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] X 線回折法を用いた FA0.85Cs0.15PbI3分解過程の評価2018

    • 著者名/発表者名
      小薗江幹太、池上和志、宮坂 力、小林大輔、山本知之、廣瀬和之
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 有機無機ペロブスカイトと金属錯体を用いた高感度光検出素子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      石井あゆみ、宮坂 力
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Enhancing photovoltaic performance and stability of all-inorganic and lead-free absorbers2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂 力
    • 学会等名
      International Conference on Perovskite Solar Cells, Photonics, and Optoelectronics (NIPHO19)
    • 招待講演
  • [学会発表] Superior tolerance of perovskite thin film solar cells in the space radiation environment2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂 力
    • 学会等名
      The 7th Sungkyun International Solar Forum (SISF 2018)
    • 招待講演
  • [備考] 宮坂研究室、論文・学会発表

    • URL

      http://www.cc.toin.ac.jp/sc/miyasaka/publication/index.html

  • [産業財産権] 光電変換素子、光電変換装置、光電変換素子前駆体、可視光の検出方法、および光電変換2018

    • 発明者名
      宮坂力、石井あゆみ
    • 権利者名
      宮坂力、石井あゆみ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      1023271

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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