有機ダイオード放射線検出器の開発

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本研究では、素粒子物理学実験の分野で使われている高価で小型の放射線検出器であるシリコン半導体検出器に対して、これに取って代わる安価で大型検出器にすることができる新しい半導体放射線検出器を開発する。安価で大面積や大体積で使用できる有機物半導体センサーの開発を行う。有機物半導体を用いて、ダイオード構造を含む各種の構造の放射線センサーを作り、その高感度化を行う。本研究は最小電離損失粒子(Minimum Ionizing Particle:MIP)1個をリアルタイムで捕らえることができる有機半導体放射線検出器を開発することを目的としている。1)有機半導体の溶液と導電率を調整するためのドーパントを混ぜた後に成型し、有機半導体センサーとして完成した。次に、このセンサーの電圧・電流特性を測定し、電気伝導度を求め、適切な抵抗値のものを作製した。2)有機半導体センサーを試作するときのパラメータとなる量の値を変えながら各種の試作センサーを製作した。これに信号増幅用の高速プリアンプをつなぎ、バイアス電圧をかけて放射線源からのα線やβ線を入射した。発生したキャリヤ電荷の信号をマルチチャンネルアナライザー(MCA)やADCを用いて測定した。試作センサーによってα線の信号を効率良く観測することができた。また、MIP相当であるβ線についても、いくつかの試作センサーで効率よく観測することができた。今後、上記の各種パラメータの値を調整し、より高感度なセンサーを試作するとともに、歩留まり良く高効率センサーを作るための開発が必要である。