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2024 年度 実績報告書

ペロブスカイト半導体を用いた粒子検出技術の創生

研究課題

研究課題/領域番号 22K18717
研究機関九州大学

研究代表者

山中 隆志  九州大学, 基幹教育院, 助教 (90632357)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
キーワードペロブスカイト半導体 / メチルアンモニウム臭化鉛 / アルファ線 / X線
研究実績の概要

昨年度に行った結晶の研磨による改善の結果を受けて今年度は高純度のメチルアンモニウム臭化鉛材料を用いての結晶生成を行ったが、これまでの結晶と比べて有意な改善は見られなかった。このことから結晶の品質を決定する上で材料の純度は大きくは寄与していないと判断された。逆温度結晶化法を用いての溶液中での結晶生成は簡便ではあるものの、高品質の結晶生成においては限界があり、更なる結晶品質の改善には融解法などを用いる必要があると考えられる。
これと並行して、製作済みのペロブスカイト半導体素子を用いてアルファ線およびX線の検出を試みた。最初に行ったアメリシウム-241からのアルファ線照射においては有意な信号は検出されなかった。アルファ線の場合、単位距離当たりのエネルギー損失が大きいため、大きな信号が出ることが期待されたが結晶の有感領域に到達するまでにもエネルギーを損失するため、結果的に信号が取りされてなかったことが原因と考えられる。
X線照射試験においてはこれまでのような密封線源ではなく、高強度のX線照射装置を用い、電流モードでの信号読み出しを行った。この結果、X線照射時に有意な電流の増加が見られ、そこから見積もったX線感度はバイアス電圧20 V印可時にはおよそ1000 μC/(Gy・cm2)となった。これはメチルアンモニウム臭化鉛結晶において報告されている十分に高い値となっている。
これまでにガンマ線、ベータ線、アルファ線の1粒子検出に挑んできたが、現行のメチルアンモニウム臭化鉛結晶では有意に検出するのは困難という結果であった。これを達成するには別の結晶生成手法の導入が必要と考えられる。一方で、高強度のX線に対しては一定の感度が得られており、現行の品質の結晶においても応用可能な領域もあることが示された。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2024

すべて 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] ペロブスカイト半導体を用いた 放射線検出器開発の動向2024

    • 著者名/発表者名
      山中隆志
    • 学会等名
      第85回応用物理学会秋季学術講演会
    • 招待講演

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公開日: 2025-12-26  

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