权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Development of perovskite X-ray imaging devices for low-dose radiography

低剂量射线照相钙钛矿X射线成像装置的开发

基本信息

批准号：
21J14502
负责人：
春田優貴
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14502/
关键词：
ペロブスカイトミストデポジション法放射線撮像素子

项目摘要

撮像素子の検出母材としての応用が期待される金属ハライドペロブスカイト材料の中でも、耐久性や電荷移動度に優れるとされる CsPbBr3 や Cs2AgBiBr6 に着目した。ミストデポジション法によるこれらのペロブスカイト材料の厚膜作製と、それを用いた X 線検出器の作製を試みた。ミストデポジション法における結晶成長メカニズムの考察を通して、これらの種々の金属ハライドペロブスカイトについて、粒径の大きな結晶が緻密に並び、さらに平滑な表面をもつ厚膜を作製できることを明らかにした。また試作した X 線検出器により、従来の X 線検出器よりも高い感度での X 線検出に成功した。一方で、検出器に電圧を印加した際に流れる暗電流が大きく、また不安定であることが問題であることがわかった。電圧印加時の暗電流の経時変化特性から、電界下で、金属ハライドペロブスカイト結晶中のイオンが拡散し、巨大かつ不安定な暗電流の原因となっていることが示唆された。そこで、イオン拡散の障壁エネルギーが高いとされる新たなペロブスカイト材料 MA3Bi2I9 に着目した。適切な溶媒の検討や成膜条件の精査により、緻密な MA3Bi2I9 厚膜の作製および X 線検出に成功した。得られた MA3Bi2I9 厚膜は、イオン拡散がより生じにくいとされる c 軸配向性を示した。この厚膜を用いることで、電圧印加時の暗電流の経時変化を大幅に抑制することができた。さらに、大型の成膜装置を用いた MA3Bi2I9 の成膜にも取り組み、18 cm 角の大面積成膜を実証した。また、ミストデポジション法による厚膜の作製に加え、ブレードコーティングやプレス成形などその他の手法による厚膜の作製手法に関して、金属ハライドペロブスカイトの X 線撮像素子応用におけるプロセス上の課題を総説としてまとめ、アメリカ化学会の Chemistry of Materials に論文投稿した（報告書執筆時で査読中）。

The performance of the pixel matrix is expected to be improved by the addition of CsPbBr3 or Cs2AgBiBr6 to the metal matrix, durability and charge mobility. The thickness of the film is measured by the X-ray detector. A study of the crystal growth process was carried out on the surface of the metal particles with large grain sizes, dense and smooth surfaces, and thick films. The X-ray detector was successfully detected by the X-ray detector with high sensitivity. The current in the detector is large and unstable. The time varying characteristics of dark current during voltage exposure, under the electrical boundary, in the metal crystal, the dispersion, the huge instability, the cause of dark current, etc. The new material MA3Bi2I9 is used for the purpose of improving the quality of materials. The preparation of dense MA3Bi2I9 thick films and X-ray examination were successfully carried out. The results show that MA3Bi 2I9 thick film has c-axis alignment. This thick film can greatly suppress the dark current variation during voltage application. In addition, the film formation equipment of MA3Bi 2I9 was used in the large-scale film formation equipment, and the film formation of 18 cm angle was realized. Thick-film manufacturing techniques for metal and X-ray pixel applications are discussed in the paper submitted to the Chemistry of Materials Society of the Chinese Academy of Sciences (at the time of writing of the report).