JP6666291B2 - 放射線検出器 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、第1の実施形態に係る放射線検出器110は、第1導電層10、第2導電層20及び中間層30を含む。
図2には、粒子31における伝導帯のエネルギーEc31、粒子31における価電子帯のエネルギーEv31、n形半導体領域33における伝導帯のエネルギーEc33、n形半導体領域33における価電子帯のエネルギーEv33、p形半導体領域34における伝導帯のエネルギーEc34、及び、p形半導体領域34における価電子帯のエネルギーEv34が例示されている。
図3に示すように、第2参考例の放射線検出器190においては、粒子31の第1バンドギャップエネルギーE1は、有機半導体領域32の第2バンドギャップエネルギーE2よりも小さい。このような粒子31として、例えば、PbSがある。PbSのバンドギャップエネルギーは、約1.2eVである。
hν=1239.8/λ
例えば、有機半導体領域32の分光特性を調べることで、吸収帯の端の波長が分かる。吸収帯の端の波長から上記の式に基づいて、バンドギャップエネルギーが分かる。
図4は、実施形態に係る放射線検出器110における複数の粒子31の径の分布を示している。図4の横軸は、径D1(ナノメートル)である。縦軸は、数N1(個数)である。図4に示すように、径D1は、分布を有する。径D1の分布は、平均値Dvを有する。例えば、実施形態においては、複数の粒子31の径D1の平均値Dvは、1nm以上20nm以下である。例えば、径Da及び径Dbにおいて、数N1の最大値の1/2の値が得られる。径Daは、平均値Dvよりも小さく、径Dbは、平均値Dvよりも大きい。実施形態において、径Dbは、20nmよりも大きくても良い。径Dbは、例えば、100nm以下でも良い。実施形態において、径Daは、1nmよりも小さくても良い。径Daは、例えば、0.6nm以上でも良い。複数の粒子31の少なくとも一部の径は、1nm以上20nm以下である。
これらの図は、有機半導体領域32に含まれる材料を例示している。既に説明したように、有機半導体領域32は、例えば、n形半導体領域33と、p形半導体領域34と、を含む。
図6は、第1の実施形態に係る放射線検出器の特性を例示するグラフ図である。
図6の横軸は、中間層30の厚さt30である。縦軸は、放射線の感度DE(例えば検出率でも良い)である。図6には、β線に対する感度DEβと、γ線に対する感度DEγと、が例示されている。
例えば、放射線81がγ線である場合がある。検出回路70は、積層体SBにγ線が入射したときに第2信号S2を出力する(図1参照)。
図7は、第2の実施形態に係る放射線検出器を例示する模式的断面図である。
図7に示すように、放射線検出器120においては、第1導電層10、第2導電層20及び中間層30が設けられる。基板50がさらに設けられても良い。図7においては、図の見やすさのために、放射線検出器120に含まれる要素の一部が互いに離されて描かれている。
Claims (7)
- 第1導電層と、
第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に設けられた中間層であって、セレン化亜鉛を含む複数の粒子と、前記複数の粒子の周りに設けられた部分を含む有機半導体領域と、を含み、前記複数の粒子の少なくとも一部の径は、1ナノメートル以上20ナノメートル以下であり、前記複数の粒子の第1バンドギャップエネルギーは前記有機半導体領域の第2バンドギャップエネルギーよりも大きい、前記中間層と、
を備えた、放射線検出器。 - 前記第1導電層から前記第2導電層に向かう第1方向に沿った前記中間層の厚さは、1マイクロメートル以上、1000マイクロメートル以下である、請求項1記載の放射線検出器。
- 前記有機半導体領域は、n形半導体領域と、p形半導体領域と、を含む、請求項1または2に記載の放射線検出器。
- 前記第1導電層、前記第2導電層及び前記中間層を含む積層体に放射線が入射したとき、前記複数の粒子から前記有機半導体領域にエネルギー移動が生じる、請求項1〜3のいずれか1つに記載の放射線検出器。
- 前記第1導電層及び前記第2導電層と電気的に接続された検出回路をさらに備え、
前記検出回路は、前記第1導電層、前記第2導電層及び前記中間層を含む積層体に入射する放射線の強度に応じた信号を出力する、請求項1〜3のいずれか1つに記載の放射線検出器。 - 前記第1導電層及び前記第2導電層と電気的に接続された検出回路をさらに備え、
前記検出回路は、前記第1導電層、前記第2導電層及び前記中間層を含む積層体にβ線が入射したときに第1信号を出力し、
前記検出回路は、前記積層体にγ線が入射したときに第2信号を出力し、
前記β線の強度の変化に対する前記第1信号の変化の第1比は、前記γ線の強度の変化に対する前記第2信号の変化の第2比よりも高い、請求項1〜3のいずれか1つに記載の放射線検出器。 - 前記複数の粒子の平均の径は、1ナノメートル以上20ナノメートル以下である、請求項1〜6のいずれか1つに記載の放射線検出器。
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