JP6962947B2 - 放射線検出器 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、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。また、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。
なお、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、本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、第1層30を含む。
図2〜図4は、第1実施形態に係る放射線検出器に含まれる材料を例示する化学式である。
図2に示すように、第1領域31に含まれる金属錯体31MCは、例えば、FIrpic(Bis(4,6- difluorophenylpyridinato-N,C2))を含む。金属錯体31MCに含まれる第1金属元素31Mは、例えば、イリジウムを含む。
図5の横軸は、第1導電層10と第2導電層20との間に印加される電圧Va(V)である。縦軸は、変換効率EQE(%)である。図5には、第1〜第4試料SP1〜SP4の結果が示されている。図5には、第1層30の厚さt1が50μmのときの結果が示されている。
図6の横軸は、電圧Va(V)である。縦軸は、変換効率EQE(%)である。図6には、第1層30の厚さt1が1.3μmのときの結果が示されている。図6には、上記の第1試料SP1(金属錯体31MC無し)、及び、第3試料SP3(金属錯体31MCの濃度が6.4wt%)の結果が例示されている。
これらの図は、試料にβ線を照射したときの結果を例示している。これらの図の横軸は、検出された信号の大きさのADC値ADCv(単位は任意)である。縦軸は、検出された信号のカウント数Cn(単位は個)である。図7には、第1層30の厚さt1が50μmの第2試料SP2(金属錯体31MCの濃度が12.8wt%)にβ線が照射されたときの特性SP2(β)と、β線が入射しないバックグランドの特性BGが示されている。図7に示すように、入射するβ線に応じた信号(カウント数Cn)が得られる。実施形態によれば、β線などの放射線を高い感度で検出することができる。
図8に示すように、第1層30は、第1領域31及び第2領域32を含む。第1領域31は、金属錯体31MCを含む。第2領域32に含まれる有機半導体材料は、p形領域32p及びn形領域32nを含む。第1領域31の少なくとも一部は、p形領域32pとn形領域32nとの間にある。
p形領域32pとしてP3HTが用いられる。P3HTにおいて、HOMO準位L2は5.1eVであり、LUMO準位L1は、2.9eVである。P3HTのバンドギャップは、2.2eVである。
図10に示すように、放射線検出器111は、積層体SBを含む。図10において、中間層25は省略されている。図10においては、図の見やすさのために、放射線検出器111に含まれる要素の一部が互いに離されて描かれている。
図5に関して説明したように、第1実施形態に関して説明した積層体SBにおいて、光(例えば、530nmのような可視光)に対して、高い変換効率が得られる。積層体SBは、光電変換装置として用いることができる。
図11に示すように、光電変換装置120は、積層体SBを含む。光電変換装置120は、例えば、第1導電層10、第2導電層20、及び、第1層30を含む。第1層30は、第1導電層10と第2導電層20との間に設けられる。第1層30は、第1領域31及び第2領域32を含む(図1参照)。第1領域31は、金属錯体31MCを含む(図2参照)。金属錯体31MCは、第1金属元素31Mを含む(図2参照)。第1金属元素31Mは、例えば、Ir、Pt、Pb及びCuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。例えば、第1金属元素31Mの原子番号は、29以上である。第1金属元素31Mは、例えば、重元素である。第2領域32は、有機半導体材料を含む。有機半導体材料(第2領域32)は、p形領域32p及びn形領域32nを含む(図8参照)。積層体SBには、第1実施形態に関して説明した構成が適用できる。第2実施形態により、感度の向上が可能な光電変換装置が提供できる。
Claims (5)
- 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第1層であって、前記第1層は、第1金属元素を含む金属錯体を含む第1領域と、有機半導体材料を含む第2領域と、を含み、前記第1金属元素は、Ir、Pt及びPbよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、前記第1層と、
を備え、
前記第2導電層から前記第1導電層への第1方向に沿う前記第1層の厚さは、10μm以上であり、
前記有機半導体材料は、p形領域及びn形領域を含み、
前記金属錯体は、第1部分及び第2部分を含み、前記第1金属元素は、前記第1部分及び第2部分の間にあり、
前記第1部分はフッ素を含み、
前記第2部分は酸素を含み、
前記第1領域の少なくとも一部は、前記p形領域と前記n形領域との間にあり、
前記p形領域及び前記n形領域の一方は前記第1部分に吸着し、
前記p形領域及び前記n形領域の他方は前記第2部分に吸着する、放射線検出器。 - 前記p形領域は、P3HT(Poly(3-hexylthiophene))を含む、請求項1記載の放射線検出器。
- 前記n形領域は、フラーレンを含む、請求項1または2に記載の放射線検出器。
- 前記n形領域は、PC61BM([6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester)を含む、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層における前記金属錯体の濃度は、6.4wt%以上である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の放射線検出器。
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