WO2020003603A1 - 放射線検出器、及び放射線検出器の製造方法 - Google Patents

放射線検出器、及び放射線検出器の製造方法 Download PDF

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radiation
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substrate
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桂治 阿部
利之 井澤
牧野　健二
誠一郎 水野
卓己 池之上
優貴 春田
正男 三宅
平藤　哲司
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国立大学法人京都大学
浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a radiation detector and a method of manufacturing the radiation detector.
  • Non-Patent Document 1 describes a direct conversion type radiation detector including a radiation absorption layer formed of a perovskite material.
  • the thickness of the radiation absorption layer be large.
  • the movement distance of charges (electrons and holes) generated in the radiation absorbing layer due to the absorption of radiation is increased. There is a concern that talk will increase.
  • the present disclosure provides a radiation detector capable of securing radiation absorption efficiency while suppressing a decrease in charge collection efficiency and an increase in crosstalk between a plurality of pixels, and a method for manufacturing such a radiation detector.
  • the aim is to provide a method.
  • a radiation detector includes a substrate having a first electrode portion, a radiation absorption layer which is disposed on one side with respect to the substrate, and includes a plurality of perovskite crystals, and a radiation absorption layer.
  • a second electrode unit disposed on one side and opposed to the first electrode unit via the radiation absorbing layer, in a region between the first electrode unit and the second electrode unit in the radiation absorbing layer,
  • Each of the plurality of perovskite crystals is formed to extend with the first direction in which the first electrode portion and the second electrode portion face each other as a longitudinal direction.
  • the radiation absorbing layer is composed of a plurality of perovskite crystals, and in a region between the first electrode portion and the second electrode portion of the radiation absorbing layer, each of the plurality of perovskite crystals is The first electrode portion and the second electrode portion are formed so as to extend in a first direction in which the first electrode portion and the second electrode portion face each other as a longitudinal direction.
  • the thickness of the radiation absorbing layer is increased in order to secure radiation absorption efficiency, for example, when the first electrode portion is constituted by a plurality of first electrodes, the plurality of first electrodes are used.
  • the charge collection efficiency and increase in crosstalk between the plurality of first electrodes are suppressed. Therefore, according to this radiation detector, it is possible to secure the radiation absorption efficiency while suppressing a decrease in the charge collection efficiency and an increase in crosstalk between a plurality of pixels.
  • the length of the perovskite crystal in the first direction is equal to the length of the perovskite crystal in the second direction perpendicular to the first direction. If the width is 1, it may be 2 or more. As a result, it is possible to more reliably suppress a decrease in charge collection efficiency and an increase in crosstalk between a plurality of pixels.
  • the length of the perovskite crystal in the first direction in the region between the first electrode unit and the second electrode unit may be 10 ⁇ m or more. This makes it easier to increase the thickness of the radiation absorbing layer, so that radiation absorption efficiency can be easily and reliably ensured.
  • the first electrode unit includes a plurality of first electrodes, and a region perpendicular to the first direction in a region between the first electrode unit and the second electrode unit.
  • the width of the perovskite crystal in the second direction may be equal to or smaller than the arrangement pitch of the plurality of first electrodes.
  • the second electrode unit is configured by a plurality of second electrodes, and in a region between the first electrode unit and the second electrode unit, in the first direction.
  • the width of the perovskite crystal in the vertical second direction may be equal to or less than the arrangement pitch of the plurality of second electrodes.
  • the abundance of perovskite crystals may be 80% or more in a region between the first electrode unit and the second electrode unit. Thereby, the radiation absorption efficiency can be more reliably ensured.
  • the perovskite crystal may be in contact with at least one other perovskite crystal in a region between the first electrode unit and the second electrode unit.
  • the length of the perovskite crystal in the first direction is smaller than the thickness of the radiation absorption layer in the first direction. You may. Thereby, even if the thickness of the radiation absorption layer is increased in order to secure radiation absorption efficiency, the radiation absorption layer composed of a plurality of perovskite crystals each extending with the first direction as a longitudinal direction can be reliably formed. Can be formed.
  • the thickness of the radiation absorption layer in the first direction may be 100 ⁇ m or more. Therefore, the radiation absorption efficiency can be more reliably ensured.
  • a method for manufacturing a radiation detector includes a first step of generating a mist from a solution containing a perovskite material, a second step of mixing the mist with a carrier gas, and a method of manufacturing a substrate having a first electrode unit.
  • a carrier gas containing mist is sprayed, and a plurality of regions on the substrate corresponding to the first electrode portion are extended so that each extends in the thickness direction of the substrate in the longitudinal direction.
  • a radiation detector including the above-described radiation absorbing layer can be manufactured.
  • mist in the first step, mist may be generated from a solution by ultrasonic vibration. Thereby, a suitable mist can be easily and reliably generated.
  • a diluent gas may be mixed with a carrier gas. This makes it possible to adjust the concentration of mist important for forming a plurality of perovskite crystals so as to extend with the thickness direction of the substrate as the longitudinal direction.
  • the substrate in the third step, may be heated to a temperature of 110 ° C or higher and 170 ° C or lower. Thereby, a plurality of perovskite crystals extending with the thickness direction of the substrate as the longitudinal direction can be reliably formed.
  • the substrate in the third step, may be heated to a temperature of 130 ° C. or more and 170 ° C. or less. Thereby, a plurality of perovskite crystals extending with the thickness direction of the substrate as the longitudinal direction can be formed more reliably.
  • the carrier gas in the second step, may be supplied at a flow rate of 0.25 L / min or more and less than 0.45 L / min.
  • the carrier gas in the second step, may be supplied at a flow rate of 0.30 L / min or more and less than 0.45 L / min.
  • a solution containing the material may be generated.
  • a solution containing the material may be generated.
  • the substrate in the third step, may be heated with the temperature of the boiling point of the solution solvent plus 20 ° C. as the upper limit. Thereby, a plurality of perovskite crystals extending with the thickness direction of the substrate as the longitudinal direction can be reliably formed.
  • a radiation detector capable of securing radiation absorption efficiency while suppressing a decrease in charge collection efficiency and an increase in crosstalk between a plurality of pixels, and manufacturing of such a radiation detector It is possible to provide a method.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the radiation detector according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the radiation detector of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the radiation detector of FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view of the radiation absorbing layer when the temperature of the substrate is changed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the result of X-ray diffraction when the temperature of the substrate is changed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the radiation absorbing layer when the flow rate of the carrier gas is changed.
  • FIG. 7 is a diagram showing the result of X-ray diffraction when the flow rate of the carrier gas is changed.
  • FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view of the radiation absorbing layer in Example 1.
  • FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view of the radiation absorbing layer in Comparative Examples 1 to 3.
  • FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view of the radiation absorbing layer in Examples 2 and 3.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a mechanism when a plurality of long perovskite crystals are not formed.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a mechanism when a plurality of long perovskite crystals are formed.
  • the radiation detector 1 includes a panel (substrate) 10, a radiation absorbing layer 4, and an electrode 6.
  • the radiation detector 1 is a solid-state imaging device that detects X-rays as radiation to form, for example, an X-ray transmission image.
  • one electrode 6 forms a second electrode unit.
  • the panel 10 has a support substrate 11 made of an insulating material such as glass and a functional layer 12 provided with a plurality of pixels P.
  • Each pixel P includes an electrode 13, a capacitor 14, and a thin film transistor 15.
  • a plurality of electrodes 13 constitute a first electrode unit.
  • One electrode of the capacitor 14 is electrically connected to the electrode 13.
  • the other electrode of the capacitor 14 is electrically connected to the ground potential.
  • One current terminal of the thin film transistor 15 is electrically connected to a wiring that electrically connects one electrode of the capacitor 14 and the electrode 13.
  • the other current terminal of the thin film transistor 15 is electrically connected to the read wiring R.
  • the control terminal of the thin film transistor 15 is electrically connected to the row selection wiring Q.
  • the thin film transistor 15 has a configuration as a field effect transistor (FET) or a bipolar transistor.
  • FET field effect transistor
  • the control terminal corresponds to a gate
  • the current terminal corresponds to a source or a drain.
  • the control terminal corresponds to a base
  • the current terminal corresponds to a collector or an emitter.
  • a plurality of pixels P are arranged in a matrix.
  • the pixel P m, n means a pixel located at the m-th row and the n-th column.
  • m is an integer from 1 to M (an integer of 2 or more) and n is an integer from 1 to N (an integer of 2 or more).
  • the radiation absorbing layer 4 is disposed on the surface 10a on one side of the panel 10. That is, the radiation absorbing layer 4 is disposed on one side of the panel 10.
  • the radiation absorbing layer 4 is composed of a plurality of perovskite crystals 40.
  • the thickness of the radiation absorbing layer 4 is, for example, 1 ⁇ m to 2 mm. When the thickness of the radiation absorbing layer 4 is 100 ⁇ m or more, the X-ray absorption efficiency is improved. When the thickness of the radiation absorbing layer 4 is 1 mm or less, the extinction of charges caused by X-ray absorption (that is, the extinction due to recombination of electrons and holes) is suppressed, and the charge collection efficiency is improved.
  • the electrode 6 is arranged on the surface 4 a on one side of the radiation absorbing layer 4. That is, the electrode 6 is arranged on one side with respect to the radiation absorbing layer 4.
  • the electrode 6 faces the plurality of electrodes 13 via the radiation absorbing layer 4.
  • the electrode 6 is formed of a conductive material.
  • the conductive material include metals such as aluminum, gold, silver, platinum, and titanium; tin-added indium oxide (ITO); fluorine-added tin oxide (FTO); tin oxide (SnO 2 ); and indium zinc oxide (IZO).
  • an organic conductive material including a conductive metal oxide such as zinc oxide (ZnO), a conductive polymer, and the like.
  • the radiation detector 1 configured as described above is used as follows. As shown in FIG. 2, the electrode 6 of the radiation detector 1 is electrically connected to a bias voltage supply power supply 21. A bias voltage is applied to the electrodes 6 by a bias voltage supply power supply 21 so that a negative potential difference is generated between the plurality of electrodes 13 included in the panel 10. Row selecting wiring of the radiation detector 1 Q m is electrically connected to the gate driver 22. Readout wiring R n of the radiation detector 1, charge - via a voltage converter group 23 is electrically connected to a multiplexer 24. The multiplexer 24 is electrically connected to an image processing unit 25, and the image processing unit 25 is electrically connected to an image display unit 26. Note that the gate driver 22, the charge-voltage converter group 23, the multiplexer 24, and the like may be formed on the panel 10 as the configuration of the radiation detector 1.
  • the radiation absorption layer 4 Charges (electrons and holes) are generated according to the amount of absorption of the line. Electrons generated in the radiation absorbing layer 4 are collected by the electrode 13 of each pixel P and stored in the capacitor 14 of each pixel P. On the other hand, holes generated in the radiation absorbing layer 4 are collected by the electrode 6.
  • the gate driver 22 a control signal via the m-th row of the row selecting wiring Q m and is transmitted, each pixel P m of the m rows, n of the thin film transistor 15 is turned ON.
  • the gate driver 22 sequentially performed for every row selecting wiring Q m the transmission of the control signal.
  • the charges (electrons) accumulated in the capacitors 14 of the pixels P m, n in the m-th row are input to the charge-voltage converter group 23 via the corresponding readout wiring R n , and the charges A voltage signal corresponding to the amount is input to the multiplexer 24.
  • the multiplexer 24 sequentially outputs a voltage signal corresponding to the amount of charge stored in the capacitor 14 of each pixel Pm, n to the image processing unit 25.
  • the image processing unit 25 forms an X-ray transmission image of the imaging target based on the voltage signal input from the multiplexer 24, and causes the image display unit 26 to display the X-ray transmission image.
  • the perovskite crystal 40 is formed to extend with the direction (first direction) D ⁇ b> 1 as a longitudinal direction.
  • the direction is a direction along the direction D1.
  • the perovskite crystal 40 can be said to be a columnar crystal or a long crystal extending in the direction D1 or a columnar crystal or a long crystal extending along the direction D1.
  • the perovskite crystal 40 is, for example, a polycrystal of a perovskite material.
  • the direction D1 is a direction in which the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 face each other, and coincides with the thickness direction of the panel 10.
  • the length of the perovskite crystal 40 in the direction D1 is determined by the width of the perovskite crystal 40 in the direction (second direction) D2 perpendicular to the direction D1. If it is 1, it is 2 or more. In the region between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 in the radiation absorbing layer 4, the length of the perovskite crystal 40 in the direction D1 is 10 ⁇ m or more. In the region between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 in the radiation absorbing layer 4, the length of the perovskite crystal 40 in the direction D1 is smaller than the thickness of the radiation absorbing layer 4 in the direction D1. In the present embodiment, the thickness of the radiation absorbing layer 4 in the direction D1 is 100 ⁇ m or more.
  • the width of the perovskite crystal 40 in the direction D2 is equal to or less than the arrangement pitch of the plurality of electrodes 13. In the region between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 in the radiation absorbing layer 4, the width of the perovskite crystal 40 in the direction D2 is 50 ⁇ m or less. In the region between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 in the radiation absorbing layer 4, the abundance of the perovskite crystals 40 is 80% or more.
  • the perovskite crystal 40 is in contact with at least one other perovskite crystal 40.
  • the arrangement pitch of the plurality of electrodes 13 means a distance between centers of adjacent electrodes 13.
  • the abundance ratio of the perovskite crystal 40 in a certain region means the ratio of the volume of the plurality of perovskite crystals 40 existing in the region to the volume of the region.
  • the shape, length, width and abundance of the above-described perovskite crystal 40 can be confirmed as follows. First, the region between the plurality of electrodes 13 and the electrode 6 in the radiation absorbing layer 4 is divided into four equal parts in the direction D2, and the region is equally divided into four parts in the direction perpendicular to the direction D1 and the direction D2. Then, the radiation absorbing layer 4 is cut. Then, on each cut surface of the radiation absorbing layer 4 (a pair of cut surfaces facing each other may be any one of the cut surfaces), a cross-sectional area between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 is observed. The shape, length, width, and abundance of the perovskite crystal 40 in the cross-sectional area can be estimated as the shape, length, width, and abundance of the perovskite crystal 40 described above. [Action and effect]
  • the radiation absorbing layer 4 is constituted by a plurality of perovskite crystals 40, and each of the plurality of perovskite crystals 40 is located in a region between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 in the radiation absorbing layer 4.
  • the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 are formed so as to extend in a direction in which the electrodes D and 6 face each other as a longitudinal direction.
  • the reason why the decrease in the charge collection efficiency of the plurality of electrodes 13 is suppressed is that the movement speed of the charges is increased by reducing the grain boundary gap in the radiation absorbing layer 4. Therefore, according to the radiation detector 1, it is possible to secure the radiation absorption efficiency while suppressing the decrease in the charge collection efficiency and the increase in the crosstalk between the pixels P.
  • the length of the perovskite crystal 40 in the direction D1 is set such that the width of the perovskite crystal 40 in the direction D2 perpendicular to the direction D1 is 1. , 2 or more.
  • the length of the perovskite crystal 40 in the direction D1 is more preferably 20 or more, where the width of the perovskite crystal 40 in the direction D2 is 1.
  • the length of the perovskite crystal 40 in the direction D1 is 10 ⁇ m or more. This makes it easier to increase the thickness of the radiation absorbing layer 4, so that radiation absorption efficiency can be easily and reliably ensured.
  • the width of the perovskite crystal 40 in the direction D2 perpendicular to the direction D1 is equal to or less than the arrangement pitch of the plurality of electrodes 13.
  • the abundance of the perovskite crystals 40 is 80% or more. Thereby, the radiation absorption efficiency can be more reliably ensured.
  • the perovskite crystal 40 is in contact with at least one other perovskite crystal 40. Thereby, the radiation absorption efficiency can be more reliably ensured.
  • the length of the perovskite crystal 40 in the direction D1 is smaller than the thickness of the radiation absorbing layer 4 in the direction D1.
  • the thickness of the radiation absorbing layer 4 in the direction D1 is 100 ⁇ m or more. Thereby, the radiation absorption efficiency can be more reliably ensured.
  • a perovskite material is dissolved in a solvent to generate a precursor solution.
  • the solvent is, for example, an organic solvent such as ⁇ -butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO) and the like.
  • the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the perovskite material, and may be composed of one type of solvent or may be composed of two or more types of solvents.
  • the generated precursor solution S is put into the atomization container 51, and mist M is generated from the precursor solution S by ultrasonic vibration. That is, the mist M is generated from the precursor solution S, which is a solution containing the perovskite material, by ultrasonic vibration (first step).
  • the frequency of the ultrasonic vibration is, for example, 2.4 MHz.
  • the size of the mist M can be adjusted by adjusting the frequency of the ultrasonic vibration. If the particle size of the mist M exceeds 10 ⁇ m, the sedimentation speed of the mist M in the air exceeds 1 mm / sec and the mist M cannot stay in the air, so that the particle size is preferably 10 ⁇ m or less.
  • the mist M, the carrier gas G1, and the diluent gas G2 are mixed by flowing the carrier gas G1 and the diluent gas G2. Is carried to the nozzle 53 via the flow path 52. That is, the mist M and the dilution gas G2 are mixed with the carrier gas G1 (second step).
  • the mist M, the carrier gas G1, and the dilution gas G2 are mixed, and this mixed gas is referred to as a carrier gas G1 containing the mist M.
  • the carrier gas G1 containing the mist M is blown from the nozzle 53 onto the panel 10 set on the stage 54 with a heating device and heated to a predetermined temperature (for example, 150 to 200 ° C.).
  • a predetermined temperature for example, 150 to 200 ° C.
  • the panel 10 is reciprocated, for example, with respect to the nozzle 53, and a predetermined amount of the mist M is attached to the surface 10a of the panel 10.
  • the radiation absorbing layer 4 composed of the plurality of perovskite crystals 40 is formed on the surface 10a of the panel 10.
  • the carrier gas G1 containing the mist M is blown onto the panel 10 in a state where the panel 10 is heated, and each of the areas on the panel 10 corresponding to the plurality of electrodes 13 is applied in the thickness direction of the panel 10.
  • the radiation absorbing layer 4 composed of the plurality of perovskite crystals 40 is formed on one side of the panel 10 (third step).
  • the attachment of the mist M to the surface 10a of the panel 10 and the volatilization of the solvent from the mist M are repeated, so that the plurality of perovskite crystals 40 are formed on the surface 10a of the panel 10. It is formed.
  • the mist M is a droplet of a micro size order or a sub micro size order. Droplets of this size are referred to as "droplet particulates" and have a liquid and gaseous nature. For this reason, it is possible to form a film by a vapor deposition method while maintaining the periphery of the surface 10a of the panel 10 as a solvent atmosphere. As a result, a plurality of perovskite crystals 40 are formed on surface 10a of panel 10 so as to extend with the thickness direction of panel 10 as the longitudinal direction.
  • the nozzle 53 may be operated, or the nozzle 53 and the stage 54 may not be operated.
  • the formation region of the radiation absorbing layer 4 may be patterned.
  • the electrode 6 is formed on the surface 4a of the radiation absorbing layer 4. That is, the electrodes 6 facing the plurality of electrodes 13 via the regions corresponding to the plurality of electrodes 13 in the region on the panel 10 are formed on one side of the radiation absorbing layer 4 (fourth step).
  • the electrode 6 can be formed using spray coating, screen printing, spin coating, or the like. Alternatively, the electrode 6 can be formed using an evaporation method, a sputtering method, or the like.
  • the radiation detector 1 is obtained. According to the method for manufacturing the radiation detector 1 described above, the radiation detector 1 including the radiation absorption layer 4 as described above can be manufactured.
  • mist M is generated from precursor solution S by ultrasonic vibration. Thereby, suitable mist M can be easily and reliably generated.
  • the dilution gas G2 is mixed with the carrier gas G1.
  • the concentration of the mist M important for forming the plurality of perovskite crystals 40 can be adjusted so as to extend with the thickness direction of panel 10 as the longitudinal direction.
  • the radiation absorbing layer 4 includes a plurality of perovskite crystals 40 formed so as to extend in the direction D1 in the region between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 in the radiation absorbing layer 4. If so, a part thereof may include non-elongated crystals, voids, and the like. In particular, in a region other than the region between the plurality of electrodes 13 and the electrodes 6 in the radiation absorbing layer 4 (for example, the outer edge region of the radiation absorbing layer 4 when viewed from the direction D1), the direction D1 is set as the longitudinal direction.
  • the plurality of perovskite crystals 40 formed to extend may not be included.
  • the radiation detector 1 may be configured to detect radiation other than X-rays. Further, a bias voltage may be applied to the electrode 6 so that a positive potential difference is generated with respect to the plurality of electrodes 13 included in the panel 10. In that case, each electrode 13 collects holes generated in the radiation absorption layer 4 due to absorption of X-rays.
  • the second electrode portion is configured by one electrode 6 facing the plurality of electrodes 13 via the radiation absorbing layer 4. However, the second electrode portion forms the radiation absorbing layer 4. It may be constituted by a plurality of electrodes 6 opposed to a plurality of electrodes 13 through the same. In that case, each electrode 6 only needs to face at least one electrode 13 via the radiation absorbing layer 4.
  • the plurality of electrodes 13 forming the first electrode unit have a function as a pixel electrode.
  • the plurality of electrodes 6 forming the second electrode unit have a function as a pixel electrode.
  • the first electrode portion may be configured by at least one electrode 13 facing the plurality of electrodes 6 via the radiation absorbing layer 4.
  • the width of the perovskite crystal 40 in the direction D2 perpendicular to the direction D1 is equal to or less than the arrangement pitch of the plurality of electrodes 6. You may.
  • the arrangement pitch of the plurality of electrodes 6 means a distance between centers of adjacent electrodes 6.
  • the support substrate 11 not only a glass substrate but also a silicon substrate or the like can be used.
  • the CMOSASIC may be configured using an FET formed on a silicon substrate instead of the thin film transistor. That is, the panel 10 is not limited to the above-described configuration as long as it has a plurality of electrodes 13.
  • the radiation detector 1 may include a moisture-proof layer that covers the outer surfaces of the panel 10, the radiation absorbing layer 4, and the electrode 6.
  • a moisture-proof layer can be obtained by forming a resin film by vapor deposition or the like, or by forming an oxide film or a nitride film by ALD, CVD, or the like.
  • the mist M is generated from the precursor solution S by ultrasonic vibration.
  • the carrier gas G1 having a flow rate increased by applying pressure collides with the precursor solution S.
  • a rotating disk type (a method in which the precursor solution S is dropped on a disk rotating at a high speed to generate mist M by centrifugal force), and an orifice vibration type (a method in which the mist M is generated between orifice plates).
  • a vibration is applied by a piezoelectric element or the like to generate the mist M), and an electrostatic method (method of generating a mist M by applying a voltage to a thin tube for spraying the precursor solution S).
  • the mist M may be generated from the precursor solution S.
  • the components of the radiation detector 1 are not limited to the above-described examples of the materials and shapes, and various materials and shapes can be applied.
  • each configuration in one embodiment or the modification described above can be arbitrarily applied to each configuration in another embodiment or the modification. [Examples and Comparative Examples]
  • a substrate made of borosilicate glass having a thickness of 0.7 mm was prepared, and a radiation absorbing layer was formed on the surface of the substrate under the conditions shown in Table 1 below.
  • a radiation absorbing layer was formed on the surface of the substrate while changing only the temperature of the substrate.
  • the flow rate verification only the flow rate of the carrier gas was changed to form a radiation absorbing layer on the surface of the substrate.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorbing layer when the temperature of the substrate is changed.
  • SEM image shows a case where the substrate temperature is 110 ° C.
  • (b) shows a case where the substrate temperature is 130 ° C.
  • (c) shows a case where the substrate temperature is 150 ° C.
  • (d) shows a case where the substrate temperature is 150 ° C. Is 160 ° C.
  • (e) is a case where the substrate temperature is 170 ° C.
  • (f) is a case where the substrate temperature is 190 ° C.
  • FIG. 5 is a diagram showing the result of X-ray diffraction when the temperature of the substrate is changed.
  • a plurality of perovskite crystals each extending in the thickness direction of the substrate as a longitudinal direction are surely formed.
  • a temperature of 110 ° C. or more and 170 ° C. or less in the third step described above.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorbing layer when the flow rate of the carrier gas is changed.
  • SEM image shows a case where the flow rate of the carrier gas is 0.25 L / min
  • (b) shows a case where the flow rate of the carrier gas is 0.30 L / min
  • (c) shows a case where the flow rate of the carrier gas is 0.35 L / min.
  • D when the carrier gas flow rate is 0.40 L / min
  • e when the carrier gas flow rate is 0.45 L / min
  • FIG. 7 is a diagram showing the result of X-ray diffraction when the flow rate of the carrier gas is changed.
  • the carrier gas is supplied in the second step at a rate of 0.25 L / min or more and less than 0.45 L / min. It was found that it is preferable to supply at a flow rate of. Further, in order to more reliably form a plurality of long perovskite crystals, it is preferable to supply the carrier gas at a flow rate of 0.30 L / min or more and less than 0.45 L / min in the above-described second step. I found out.
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • DMF N, N-dimethylformamide
  • the saturation solubility of DMF is smaller than the saturation solubility of DMSO. If the mixing ratio of DMF to DMSO is too large when producing the body solution, the amount of dew condensation of the mist in the flow channel increases, which may adversely affect the formation of a plurality of long perovskite crystals. .
  • the frequency of the ultrasonic vibration is preferably from 100 kHz to 10 MHz, more preferably from 1 MHz to 5 MHz.
  • the above numerical ranges are examples showing preferable numerical ranges or more preferable numerical ranges. Even if the temperature of the substrate is increased, if the supply amount of the perovskite material to the substrate is increased by increasing the flow rate of the carrier gas or increasing the concentration of the perovskite material in the solution, the substrate has a long shape. A plurality of perovskite crystals can be formed. For example, even if the substrate is heated to a temperature of + 20 ° C. of the boiling point of the solvent, if the supply amount of the perovskite material to the substrate is increased, a plurality of elongated perovskite crystals can be formed.
  • the substrate In order to surely form a plurality of long perovskite crystals, it is preferable to heat the substrate with the upper limit of the temperature of the boiling point of the solvent + 20 ° C. in the third step.
  • the boiling point of the solvent means the boiling point of the solvent having the highest boiling point.
  • the substrate in which DMSO and DMF are mixed, since the boiling point of DMSO is 189 ° C. and the boiling point of DMF is 153 ° C., it is preferable to heat the substrate with 209 ° C. (189 ° C. + 20 ° C.) as an upper limit. .
  • a substrate made of borosilicate glass having a thickness of 0.7 mm was prepared, and a radiation absorbing layer was formed on the surface of the substrate under the conditions shown in Table 2 below.
  • Example 1 As a result, in Example 1, as shown in FIGS. 8A and 8B, a plurality of elongated perovskite crystals were formed.
  • Example 1 satisfies the above-described more preferable conditions (130 ° C. or more and 170 ° C. or less) regarding the temperature of the substrate and more preferable conditions (0.30 L / min or more and less than 0.45 L / min) regarding the flow rate of the carrier gas.
  • the left side is a plan view (SEM image) of the radiation absorbing layer
  • the right side is a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorbing layer.
  • Comparative Example 1 As shown in FIG. 9A, a plurality of long perovskite crystals were not formed. In Comparative Example 1, it is assumed that the density of the mist is increased and the drying speed of the mist is increased as compared with Example 1. Comparative Example 1 does not satisfy the above-mentioned preferable conditions regarding the temperature of the substrate (110 ° C. or more and 170 ° C. or less) and the preferable conditions regarding the flow rate of the carrier gas (0.25 L / min or more and less than 0.45 L / min).
  • the left side is a plan view (SEM image) of the radiation absorption layer
  • the right side is a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorption layer.
  • Comparative Example 2 As shown in FIG. 9B, a plurality of long perovskite crystals were not formed.
  • the concentration of the precursor in the mist, the density of the mist, and the moving speed of the stage are higher than those in Example 1.
  • Comparative Example 2 satisfies the more preferable condition (130 ° C. or more and 170 ° C. or less) regarding the temperature of the substrate, but the preferable condition (0.25 L / min or more and less than 0.45 L / min) regarding the flow rate of the carrier gas described above. ) Is not satisfied.
  • the left side is a plan view (SEM image) of the radiation absorption layer
  • the right side is a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorption layer.
  • Comparative Example 3 As shown in FIG. 9C, a plurality of long perovskite crystals were not formed.
  • the concentration of the precursor in the mist, the density of the mist, and the moving speed of the stage are higher than those in Example 1.
  • Comparative Example 3 does not satisfy the above-described preferable conditions regarding the temperature of the substrate (110 ° C. or more and 170 ° C. or less) and the preferable conditions regarding the flow rate of the carrier gas (0.25 L / min or more and less than 0.45 L / min).
  • the left side is a plan view (SEM image) of the radiation absorption layer
  • the right side is a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorption layer.
  • Example 2 and 3 a plurality of elongated perovskite crystals were formed as shown in FIGS. 10A and 10B, respectively.
  • the flow rate of the carrier gas is increased, the amount of mist carried is increased. Therefore, in the third embodiment, the flow rate of the diluent gas is increased (that is, the density of the mist is reduced) as compared with the second embodiment, and the balance is achieved.
  • the second embodiment does not satisfy the above-described preferable condition (110 ° C. or more and 170 ° C. or less) regarding the temperature of the substrate, but more preferable condition (0.30 L / min or more and less than 0.45 L / min) regarding the flow rate of the carrier gas described above. ).
  • Example 3 does not satisfy the above-mentioned preferable condition (110 ° C. or more and 170 ° C. or less) regarding the temperature of the substrate and the preferable condition (0.25 L / min or more and less than 0.45 L / min) regarding the flow rate of the carrier gas.
  • a plurality of long perovskite crystals could be formed.
  • the left side is a plan view (SEM image) of the radiation absorbing layer
  • the right side is a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorbing layer.
  • FIG. 10B shows only a cross-sectional view (SEM image) of the radiation absorbing layer.
  • a glass other than borosilicate glass, a substrate made of ITO, Pt, or the like, a semiconductor substrate made of Si or the like, an integrated circuit, or the like may be used as the substrate.
  • FIG. 12A when a plurality of elongate perovskite crystals 40 are formed, as shown in FIG. 12A, when the mist M adheres to the surface of the substrate 100, FIG. As shown, the solvent 101 evaporates from the mist M while the mist M shrinks inward, so that the central part of the mist M does not become thin, and the perovskite material 102 becomes circular as shown in FIG. Precipitates in shape.
  • the deposition of the mist M thereon and the volatilization of the solvent 101 from the mist M that is, the deposition of the perovskite material 102 are repeated, so that the perovskite material 102 becomes long. It is assumed that a plurality of perovskite crystals 40 exhibiting a scale shape are likely to grow.

Abstract

放射線検出器は、第１電極部を有する基板と、基板に対して一方の側に配置され、複数のペロブスカイト結晶によって構成された放射線吸収層と、放射線吸収層に対して一方の側に配置され、放射線吸収層を介して第１電極部と対向する第２電極部と、を備える。放射線吸収層のうち第１電極部と第２電極部との間の領域において、複数のペロブスカイト結晶のそれぞれは、第１電極部と第２電極部とが対向する第１方向を長手方向として延在するように形成されている。

Description

放射線検出器、及び放射線検出器の製造方法
　本開示は、放射線検出器、及び放射線検出器の製造方法に関する。
　放射線検出器の放射線吸収層に適用可能な材料として、ペロブスカイト材料が示唆されている。ペロブスカイト材料は、ＣｓＩ、ａ－Ｓｅ、ＣｄＴｅ等に比べて安価であることから、大面積の放射線検出器が必要とされる分野（例えば、医療分野、非破壊検査分野等）において優位性を持つと予想される。非特許文献１には、ペロブスカイト材料によって形成された放射線吸収層を備える直接変換型の放射線検出器が記載されている。
「Detection of X-ray photons by solution-processed lead halide perovskites」、NATURE PHOTONICS、イギリス、Nature publishing Group、May 25, 2015、Vol. 9、ｐ．４４４－４４９
　上述したような直接変換型の放射線検出器においては、放射線の吸収効率を確保する観点では、放射線吸収層の厚さが大きいことが望ましい。しかし、放射線吸収層の厚さが大きくなると、放射線の吸収によって放射線吸収層において生じた電荷（電子及び正孔）の移動距離が大きくなるため、電荷の収集効率の低下や複数の画素間におけるクロストークの増大が懸念される。
　そこで、本開示は、電荷の収集効率の低下や複数の画素間におけるクロストークの増大を抑制しつつ、放射線の吸収効率を確保することができる放射線検出器、及びそのような放射線検出器の製造方法を提供することを目的とする。
　本開示の一側面の放射線検出器は、第１電極部を有する基板と、基板に対して一方の側に配置され、複数のペロブスカイト結晶によって構成された放射線吸収層と、放射線吸収層に対して一方の側に配置され、放射線吸収層を介して第１電極部と対向する第２電極部と、を備え、放射線吸収層のうち第１電極部と第２電極部との間の領域において、複数のペロブスカイト結晶のそれぞれは、第１電極部と第２電極部とが対向する第１方向を長手方向として延在するように形成されている。
　この放射線検出器では、放射線吸収層が複数のペロブスカイト結晶によって構成されており、放射線吸収層のうち第１電極部と第２電極部との間の領域において、複数のペロブスカイト結晶のそれぞれが、第１電極部と第２電極部とが対向する第１方向を長手方向として延在するように形成されている。これにより、放射線の吸収効率を確保するために放射線吸収層の厚さを大きくしたとしても、例えば第１電極部が複数の第１電極によって構成されている場合には、複数の第１電極での電荷の収集効率の低下や、複数の第１電極間でのクロストークの増大が抑制される。よって、この放射線検出器によれば、電荷の収集効率の低下や複数の画素間におけるクロストークの増大を抑制しつつ、放射線の吸収効率を確保することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器では、第１電極部と第２電極部との間の領域において、第１方向におけるペロブスカイト結晶の長さは、第１方向に垂直な第２方向におけるペロブスカイト結晶の幅を１とすると、２以上であってもよい。これにより、電荷の収集効率の低下や複数の画素間におけるクロストークの増大をより確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器では、第１電極部と第２電極部との間の領域において、第１方向におけるペロブスカイト結晶の長さは、１０μｍ以上であってもよい。これにより、放射線吸収層の厚さを大きくし易くなるため、放射線の吸収効率を容易に且つ確実に確保することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器では、第１電極部は、複数の第１電極によって構成されており、第１電極部と第２電極部との間の領域において、第１方向に垂直な第２方向におけるペロブスカイト結晶の幅は、複数の第１電極の配列ピッチ以下であってもよい。或いは、本開示の一側面の放射線検出器では、第２電極部は、複数の第２電極によって構成されており、第１電極部と第２電極部との間の領域において、第１方向に垂直な第２方向におけるペロブスカイト結晶の幅は、複数の第２電極の配列ピッチ以下であってもよい。これらにより、複数の画素間におけるクロストークの増大をより確実に抑制することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器では、第１電極部と第２電極部との間の領域において、ペロブスカイト結晶の存在率は、８０％以上であってもよい。これにより、放射線の吸収効率をより確実に確保することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器では、第１電極部と第２電極部との間の領域において、ペロブスカイト結晶は、少なくとも１つの他のペロブスカイト結晶と接触していてもよい。これにより、放射線の吸収効率をより確実に確保することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器では、第１電極部と第２電極部との間の領域において、第１方向におけるペロブスカイト結晶の長さは、第１方向における放射線吸収層の厚さよりも小さくてもよい。これにより、放射線の吸収効率を確保するために放射線吸収層の厚さを大きくしたとしても、それぞれが第１方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶によって構成された放射線吸収層を確実に形成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器では、第１電極部と第２電極部との間の領域において、第１方向における放射線吸収層の厚さは、１００μｍ以上であってもよい。これにより、放射線の吸収効率をより確実に確保することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法は、ペロブスカイト材料を含む溶液からミストを生成する第１工程と、ミストをキャリアガスに混合する第２工程と、第１電極部を有する基板に対し、基板を加熱した状態で、ミストを含むキャリアガスを吹き付け、基板上の領域のうち第１電極部に対応する領域に、それぞれが基板の厚さ方向を長手方向として延在するように複数のペロブスカイト結晶を形成し、複数のペロブスカイト結晶によって構成された放射線吸収層を、基板に対して一方の側に形成する第３工程と、第１電極部に対応する領域を介して第１電極部と対向する第２電極部を、放射線吸収層に対して一方の側に形成する第４工程と、を備える。
　この放射線検出器の製造方法によれば、上述したような放射線吸収層を備える放射線検出器を製造することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第１工程においては、超音波振動によって溶液からミストを生成してもよい。これにより、好適なミストを容易且つ確実に生成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第２工程においては、希釈ガスをキャリアガスに混合してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在するように複数のペロブスカイト結晶を形成するために重要なミストの濃度を調整することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第３工程においては、基板を１１０℃以上１７０℃以下の温度に加熱してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶を確実に形成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第３工程においては、基板を１３０℃以上１７０℃以下の温度に加熱してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶をより確実に形成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第２工程においては、キャリアガスを０．２５Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満の流量で供給してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶を確実に形成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第２工程においては、キャリアガスを０．３０Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満の流量で供給してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶をより確実に形成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第１工程においては、ＤＭＳＯ：ＤＭＦ＝１：０以上１０以下の体積比でＤＭＳＯ及びＤＭＦを含む溶媒にペロブスカイト材料を溶解させることで、ペロブスカイト材料を含む溶液を生成してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶を確実に形成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第１工程においては、ＤＭＳＯ：ＤＭＦ＝１：０以上５以下の体積比でＤＭＳＯ及びＤＭＦを含む溶媒にペロブスカイト材料を溶解させることで、ペロブスカイト材料を含む溶液を生成してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶をより確実に形成することができる。
　本開示の一側面の放射線検出器の製造方法では、第３工程においては、溶液の溶媒の沸点＋２０℃の温度を上限値として基板を加熱してもよい。これにより、基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶を確実に形成することができる。
　本開示によれば、電荷の収集効率の低下や複数の画素間におけるクロストークの増大を抑制しつつ、放射線の吸収効率を確保することができる放射線検出器、及びそのような放射線検出器の製造方法を提供することが可能となる。
図１は、実施形態の放射線検出器の部分断面図である。 図２は、図１の放射線検出器の構成図である。 図３は、図１の放射線検出器の製造方法を説明するための模式図である。 図４は、基板の温度を変更した場合における放射線吸収層の断面図である。 図５は、基板の温度を変更した場合におけるＸ線回折の結果を示す図である。 図６は、キャリアガスの流量を変更した場合における放射線吸収層の断面図である。 図７は、キャリアガスの流量を変更した場合におけるＸ線回折の結果を示す図である。 図８は、実施例１における放射線吸収層の平面図及び断面図である。 図９は、比較例１～３における放射線吸収層の平面図及び断面図である。 図１０は、実施例２，３における放射線吸収層の平面図及び断面図である。 図１１は、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶が形成されない場合のメカニズムを説明するための模式図である。 図１２は、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶が形成される場合のメカニズムを説明するための模式図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［放射線検出器の構成］
　図１に示されるように、放射線検出器１は、パネル（基板）１０と、放射線吸収層４と、電極６と、を備えている。放射線検出器１は、例えばＸ線透過画像を形成するために、放射線としてＸ線を検出する固体撮像装置である。放射線検出器１では、１つの電極６によって第２電極部が構成されている。
　パネル１０は、ガラス等の絶縁材料からなる支持基板１１と、複数の画素Ｐが設けられた機能層１２と、を有している。各画素Ｐは、電極１３と、キャパシタ１４と、薄膜トランジスタ１５と、を含んでいる。放射線検出器１では、複数の電極１３によって第１電極部が構成されている。キャパシタ１４の一方の電極は、電極１３に電気的に接続されている。キャパシタ１４の他方の電極は、グランド電位に電気的に接続されている。薄膜トランジスタ１５の一方の電流端子は、キャパシタ１４の一方の電極と電極１３とを電気的に接続する配線に電気的に接続されている。薄膜トランジスタ１５の他方の電流端子は、読出用配線Ｒに電気的に接続されている。薄膜トランジスタ１５の制御端子は、行選択用配線Ｑに電気的に接続されている。
　薄膜トランジスタ１５は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はバイポーラトランジスタとしての構成を有している。薄膜トランジスタ１５がＦＥＴとしての構成を有している場合には、制御端子はゲートに相当し、電流端子はソース又はドレインに相当する。薄膜トランジスタ１５がバイポーラトランジスタとしての構成を有している場合には、制御端子はベースに相当し、電流端子はコレクタ又はエミッタに相当する。
　図２に示されるように、パネル１０において、複数の画素Ｐは、マトリックス状に配置されている。画素Ｐｍ，ｎは、第ｍ行第ｎ列に位置する画素を意味する。ｍは１以上Ｍ（２以上の整数）以下の整数であり、ｎは１以上Ｎ（２以上の整数）以下の整数である。第ｍ行に配置されたＮ個の画素Ｐｍ，ｎのそれぞれが含む薄膜トランジスタ１５の制御端子（図１参照）は、第ｍ行に配置された１本の行選択用配線Ｑｍに電気的に接続されている。第ｎ列に配置されたＭ個の画素Ｐｍ，ｎのそれぞれが含む薄膜トランジスタ１５の他方の電流端子（図１参照）は、第ｎ列に配置された１本の読出用配線Ｒｎに電気的に接続されている。
　図１に示されるように、放射線吸収層４は、パネル１０における一方の側の表面１０ａに配置されている。つまり、放射線吸収層４は、パネル１０に対して一方の側に配置されている。放射線吸収層４は、複数のペロブスカイト結晶４０によって構成されている。ペロブスカイト結晶４０を構成するペロブスカイト材料としては、ＰｂＸ２（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）及びＣｓＹ（Ｙ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）（例えば、ＣｓＰｂＢｒ３等）が例示される。放射線吸収層４では、入射したＸ線が吸収されると、その吸収量に応じて電荷（電子及び正孔）が生じる。
　放射線吸収層４の厚さは、例えば１μｍ～２ｍｍである。放射線吸収層４の厚さが１００μｍ以上であると、Ｘ線の吸収効率が向上する。放射線吸収層４の厚さが１ｍｍ以下であると、Ｘ線の吸収によって生じた電荷の消滅（つまり、電子と正孔との再結合による消滅）が抑制されて電荷の収集効率が向上する。
　電極６は、放射線吸収層４における一方の側の表面４ａに配置されている。つまり、電極６は、放射線吸収層４に対して一方の側に配置されている。電極６は、放射線吸収層４を介して複数の電極１３と対向している。電極６は、導電性材料によって形成されている。当該導電性材料としては、アルミニウム、金、銀、白金、チタン等の金属、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の導電性金属酸化物、導電性高分子等を含む有機系の導電性材料等が例示される。
　以上のように構成された放射線検出器１は、次のように使用される。図２に示されるように、放射線検出器１の電極６は、バイアス電圧供給電源２１に電気的に接続される。電極６には、バイアス電圧供給電源２１によって、パネル１０が有する複数の電極１３に対して負の電位差が生じるように、バイアス電圧が印加される。放射線検出器１の行選択用配線Ｑｍは、ゲートドライバ２２に電気的に接続される。放射線検出器１の読出用配線Ｒｎは、電荷－電圧変換器群２３を介してマルチプレクサ２４に電気的に接続される。マルチプレクサ２４は、画像処理部２５に電気的に接続され、画像処理部２５は、画像表示部２６に電気的に接続される。なお、ゲートドライバ２２、電荷－電圧変換器群２３及びマルチプレクサ２４等は、放射線検出器１の構成として、パネル１０に形成される場合もある。
　この状態で、図１に示されるように、撮像対象に照射されたＸ線が放射線吸収層４に入射し、当該Ｘ線が放射線吸収層４で吸収されると、放射線吸収層４では、Ｘ線の吸収量に応じて電荷（電子及び正孔）が生じる。放射線吸収層４において生じた電子は、各画素Ｐの電極１３に収集されて、各画素Ｐのキャパシタ１４に蓄積される。その一方で、放射線吸収層４において生じた正孔は、電極６に収集される。
　そして、図１及び図２に示されるように、ゲートドライバ２２から、第ｍ行の行選択用配線Ｑｍを介して制御信号が送信されて、第ｍ行の各画素Ｐｍ，ｎの薄膜トランジスタ１５がＯＮとされる。ゲートドライバ２２は、この制御信号の送信を全ての行選択用配線Ｑｍについて順次に実施する。これにより、第ｍ行の各画素Ｐｍ，ｎのキャパシタ１４に蓄積された電荷（電子）が、対応する各読出用配線Ｒｎを介して電荷－電圧変換器群２３に入力され、その電荷量に応じた電圧信号がマルチプレクサ２４に入力される。マルチプレクサ２４は、各画素Ｐｍ，ｎのキャパシタ１４に蓄積された電荷量に応じた電圧信号を画像処理部２５に順次に出力する。画像処理部２５は、マルチプレクサ２４から入力された電圧信号に基づいて撮像対象のＸ線透過画像を形成し、当該Ｘ線透過画像を画像表示部２６に表示させる。
［ペロブスカイト結晶の構成］
　図１に示されるように、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、ペロブスカイト結晶４０は、方向（第１方向）Ｄ１を長手方向として延在するように形成されている。つまり、ペロブスカイト結晶４０では、或る方向においてペロブスカイト結晶４０の外幅が最大となる場合に、その方向が方向Ｄ１に沿う方向となっている。換言すれば、ペロブスカイト結晶４０は、方向Ｄ１を長手方向とする柱状結晶若しくは長尺状結晶、又は、方向Ｄ１に沿うように延在する柱状結晶若しくは長尺状結晶ともいえる。ペロブスカイト結晶４０は、例えば、ペロブスカイト材料の多結晶である。なお、方向Ｄ１は、複数の電極１３と電極６とが対向する方向であり、パネル１０の厚さ方向に一致している。
　放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１におけるペロブスカイト結晶４０の長さは、方向Ｄ１に垂直な方向（第２方向）Ｄ２におけるペロブスカイト結晶４０の幅を１とすると、２以上である。放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１におけるペロブスカイト結晶４０の長さは、１０μｍ以上である。放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１におけるペロブスカイト結晶４０の長さは、方向Ｄ１における放射線吸収層４の厚さよりも小さい。なお、本実施形態では、方向Ｄ１における放射線吸収層４の厚さは、１００μｍ以上である。
　放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ２におけるペロブスカイト結晶４０の幅は、複数の電極１３の配列ピッチ以下である。放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ２におけるペロブスカイト結晶４０の幅は、５０μｍ以下である。放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、ペロブスカイト結晶４０の存在率は、８０％以上である。放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、ペロブスカイト結晶４０は、少なくとも１つの他のペロブスカイト結晶４０と接触している。なお、複数の電極１３の配列ピッチとは、隣り合う電極１３の中心間距離を意味する。また、或る領域におけるペロブスカイト結晶４０の存在率とは、その領域の体積に対して、その領域に存在する複数のペロブスカイト結晶４０の体積が占める割合を意味する。
　上述したペロブスカイト結晶４０の形状、長さ、幅及び存在率は、次のように確認することができる。まず、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域が方向Ｄ２において４等分され、且つ当該領域が方向Ｄ１及び方向Ｄ２に垂直な方向において４等分されるように、放射線吸収層４を切断する。そして、放射線吸収層４の各切断面（向かい合っていた一対の切断面については、いずれか一方の切断面でよい）において、複数の電極１３と電極６との間の断面領域を観察する。当該断面領域におけるペロブスカイト結晶４０の形状、長さ、幅及び存在率を、上述したペロブスカイト結晶４０の形状、長さ、幅及び存在率と推認することができる。
［作用及び効果］
　放射線検出器１では、放射線吸収層４が複数のペロブスカイト結晶４０によって構成されており、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、複数のペロブスカイト結晶４０のそれぞれが、複数の電極１３と電極６とが対向する方向Ｄ１を長手方向として延在するように形成されている。これにより、放射線の吸収効率を確保するために放射線吸収層４の厚さを大きくしたとしても、複数の電極１３での電荷の収集効率の低下や、複数の電極１３間でのクロストークの増大が抑制される。複数の電極１３での電荷の収集効率の低下が抑制されるのは、放射線吸収層４において粒界ギャップが減ることで電荷の移動速度が上がるためである。よって、放射線検出器１によれば、電荷の収集効率の低下や複数の画素Ｐ間におけるクロストークの増大を抑制しつつ、放射線の吸収効率を確保することができる。
　また、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１におけるペロブスカイト結晶４０の長さは、方向Ｄ１に垂直な方向Ｄ２におけるペロブスカイト結晶４０の幅を１とすると、２以上である。これにより、電荷の収集効率の低下や複数の画素間におけるクロストークの増大をより確実に抑制することができる。なお、この観点では、方向Ｄ１におけるペロブスカイト結晶４０の長さは、方向Ｄ２におけるペロブスカイト結晶４０の幅を１とすると、２０以上であることが、より好ましい。
　また、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１におけるペロブスカイト結晶４０の長さは、１０μｍ以上である。これにより、放射線吸収層４の厚さを大きくし易くなるため、放射線の吸収効率を容易に且つ確実に確保することができる。
　また、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１に垂直な方向Ｄ２におけるペロブスカイト結晶４０の幅は、複数の電極１３の配列ピッチ以下である。これにより、複数の画素Ｐ間におけるクロストークの増大をより確実に抑制することができ、尖鋭度の高いＸ線透過画像を得ることが可能となる。
　また、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域にいて、ペロブスカイト結晶４０の存在率は、８０％以上である。これにより、放射線の吸収効率をより確実に確保することができる。
　また、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、ペロブスカイト結晶４０は、少なくとも１つの他のペロブスカイト結晶４０と接触している。これにより、放射線の吸収効率をより確実に確保することができる。
　また、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１におけるペロブスカイト結晶４０の長さは、方向Ｄ１における放射線吸収層４の厚さよりも小さい。これにより、放射線の吸収効率を確保するために放射線吸収層４の厚さを大きくしたとしても、それぞれが方向Ｄ１を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶４０によって構成された放射線吸収層４を確実に形成することができる。
　放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１における放射線吸収層４の厚さは、１００μｍ以上である。これにより、放射線の吸収効率をより確実に確保することができる。
［放射線検出器の製造方法］
　まず、ペロブスカイト材料を溶媒に溶解させ、前駆体溶液を生成する。ペロブスカイト材料は、例えば、ＰｂＸ２（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）及びＣｓＹ（Ｙ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）である。溶媒は、例えば、γ－ブチロラクトン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホシキド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒である。ただし、溶媒は、ペロブスカイト材料を溶解させることができるものであればよく、１種類の溶媒からなるものであってもよいし、或いは、２種類以上の溶媒からなるものであってもよい。ペロブスカイト材料としてＰｂＸ２及びＣｓＹを用いる場合、ペロブスカイト材料のモル比は、例えば、ＰｂＸ２：ＣｓＹ＝１：１～２：１であり、前駆体溶液におけるペロブスカイト材料の濃度は、例えば、１０～１００ｍモル／Ｌである。
　続いて、図３に示されるように、生成した前駆体溶液Ｓを霧化容器５１に入れ、超音波振動によって、前駆体溶液ＳからミストＭを発生させる。つまり、ペロブスカイト材料を含む溶液である前駆体溶液Ｓから、超音波振動によってミストＭを生成する（第１工程）。超音波振動の振動数は、例えば２．４ＭＨｚである。超音波振動の振動数を調整することで、ミストＭのサイズを調整することができる。ミストＭの粒子サイズは、１０μｍを超えると空気中でのミストＭの沈降速度が１ｍｍ／秒を超えて空気中でのミストＭの滞留が不可能となるため、１０μｍ以下が好ましい。
　続いて、ミストＭが十分に生成されて霧化容器５１内のミスト量が安定化したら、キャリアガスＧ１及び希釈ガスＧ２を流してミストＭ、キャリアガスＧ１及び希釈ガスＧ２を混合し、ミストＭを含むキャリアガスＧ１を、流路５２を介してノズル５３に運ぶ。つまり、ミストＭ及び希釈ガスＧ２をキャリアガスＧ１に混合する（第２工程）。本実施形態では、ミストＭ、キャリアガスＧ１及び希釈ガスＧ２を混合するが、この混合ガスを、ミストＭを含むキャリアガスＧ１という。
　続いて、加熱装置付きのステージ５４にセットされて所定温度（例えば、１５０～２００℃）に加熱されたパネル１０に対し、ノズル５３から、ミストＭを含むキャリアガスＧ１を吹き付ける。このとき、ステージ５４を動作させることで、ノズル５３に対してパネル１０を例えば往復移動させ、パネル１０の表面１０ａに所定量のミストＭを付着させる。これにより、複数のペロブスカイト結晶４０によって構成された放射線吸収層４をパネル１０の表面１０ａに形成する。つまり、パネル１０に対し、パネル１０を加熱した状態で、ミストＭを含むキャリアガスＧ１を吹き付け、パネル１０上の領域のうち複数の電極１３に対応する領域に、それぞれがパネル１０の厚さ方向を長手方向として延在するように複数のペロブスカイト結晶４０を形成し、複数のペロブスカイト結晶４０によって構成された放射線吸収層４を、パネル１０に対して一方の側に形成する（第３工程）。
　この工程では、パネル１０の表面１０ａへのミストＭの付着とミストＭからの溶媒の揮発（すなわち、ペロブスカイト材料の析出）とが繰り返されることで、パネル１０の表面１０ａに複数のペロブスカイト結晶４０が形成される。ミストＭは、マイクロサイズオーダ又はサブマイクロサイズオーダの液滴である。このサイズの液滴は、「液滴微粒子」と称され、液状且つガス状の性質を持ち合せる。そのため、パネル１０の表面１０ａの周囲を溶媒雰囲気として保持しながら、気相成長法としての成膜が可能となる。その結果、パネル１０の表面１０ａに、それぞれがパネル１０の厚さ方向を長手方向として延在するように複数のペロブスカイト結晶４０が形成される。
　なお、パネル１０の表面１０ａに所定量のミストＭを付着させることができれば、ノズル５３を動作させてもよいし、或いは、ノズル５３及びステージ５４を動作させなくてもよい。また、パネル１０の表面１０ａにメタルマスク又はレジストを予め形成しておくことで、放射線吸収層４の形成領域をパターニングしてもよい。
　続いて、放射線吸収層４の表面４ａに電極６を形成する。つまり、パネル１０上の領域のうち複数の電極１３に対応する領域を介して複数の電極１３と対向する電極６を、放射線吸収層４に対して一方の側に形成する（第４工程）。電極６は、スプレーコート、スクリーン印刷、スピンコート等を用いて形成することができる。或いは、電極６は、蒸着法、スパッタリング法等を用いて形成することができる。
　以上により、放射線検出器１を得る。上述した放射線検出器１の製造方法によれば、上述したような放射線吸収層４を備える放射線検出器１を製造することができる。
　また、ペロブスカイト材料を含む溶液である前駆体溶液ＳからミストＭを生成する工程においては、超音波振動によって前駆体溶液ＳからミストＭを生成する。これにより、好適なミストＭを容易且つ確実に生成することができる。
　また、ミストＭをキャリアガスＧ１に混合する工程においては、希釈ガスＧ２をキャリアガスＧ１に混合する。これにより、パネル１０の厚さ方向を長手方向として延在するように複数のペロブスカイト結晶４０を形成するために重要なミストＭの濃度を調整することができる。
［変形例］
　本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、放射線吸収層４は、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域において、方向Ｄ１を長手方向として延在するように形成された複数のペロブスカイト結晶４０を含んでいれば、その一部として、長尺状でない結晶や空隙等を含んでいてもよい。特に、放射線吸収層４のうち複数の電極１３と電極６との間の領域以外の領域（例えば、方向Ｄ１から見た場合における放射線吸収層４の外縁領域）には、方向Ｄ１を長手方向として延在するように形成された複数のペロブスカイト結晶４０が含まれていなくてもよい。
　また、放射線検出器１は、Ｘ線以外の放射線を検出するように構成されていてもよい。また、電極６には、パネル１０が有する複数の電極１３に対して正の電位差が生じるように、バイアス電圧が印加されてもよい。その場合、各電極１３は、Ｘ線の吸収によって放射線吸収層４において生じた正孔を収集する。また、上述した実施形態では、放射線吸収層４を介して複数の電極１３と対向する１つの電極６によって、第２電極部が構成されていたが、第２電極部は、放射線吸収層４を介して複数の電極１３と対向する複数の電極６によって構成されていてもよい。その場合、各電極６は、放射線吸収層４を介して少なくとも１つの電極１３と対向していればよい。また、上述した実施形態では、第１電極部を構成する複数の電極１３が画素電極としての機能を有していたが、第２電極部を構成する複数の電極６が画素電極としての機能を有していてもよい。その場合、第１電極部は、放射線吸収層４を介して複数の電極６と対向する少なくとも１つの電極１３によって構成されていればよい。更に、その場合、放射線吸収層４のうち電極１３と複数の電極６との間の領域において、方向Ｄ１に垂直な方向Ｄ２におけるペロブスカイト結晶４０の幅は、複数の電極６の配列ピッチ以下であってもよい。これにより、複数の画素Ｐ間におけるクロストークの増大をより確実に抑制することができ、尖鋭度の高いＸ線透過画像を得ることが可能となる。なお、複数の電極６の配列ピッチとは、隣り合う電極６の中心間距離を意味する。
　また、支持基板１１としては、ガラス基板だけでなく、シリコン基板等を用いることも可能である。その場合、薄膜トランジスタではなく、シリコン基板に形成されたＦＥＴを用いて、ＣＭＯＳＡＳＩＣを構成してもよい。つまり、パネル１０は、複数の電極１３を有する基板であれば、上述した構成に限定されない。
　また、放射線検出器１は、パネル１０、放射線吸収層４及び電極６の外表面を覆う防湿層を備えていてもよい。蒸着等によって樹脂膜を形成することで、或いは、ＡＬＤ、ＣＶＤ等によって酸化膜又は窒化膜を形成することで、そのような防湿層を得ることができる。
　また、上述した放射線検出器１の製造方法では、超音波振動によって前駆体溶液ＳからミストＭを生成したが、加圧式（圧力を加え流速を増加させたキャリアガスＧ１を前駆体溶液Ｓに衝突させて、ミストＭを発生させる方法）、回転ディスク式（高速回転しているディスクに前駆体溶液Ｓを滴下して、遠心力によってミストＭを発生させる方法）、オリフィス振動式（オリフィス板の間に前駆体溶液Ｓを通す際に、圧電素子等によって振動を加えて、ミストＭを発生させる方法）、静電式（前駆体溶液Ｓを噴霧する細管に電圧をかけて、ミストＭを発生させる方法）等によって、前駆体溶液ＳからミストＭを生成してもよい。
　また、放射線検出器１が備える各構成には、上述した材料及び形状の一例に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。また、上述した一の実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。
［実施例及び比較例］
　ホウケイ酸ガラスからなる厚さ０．７ｍｍの基板を用意し、下記の表１の条件で、当該基板の表面に放射線吸収層を形成した。温度検証では、基板の温度のみを変更して、基板の表面に放射線吸収層を形成した。流量検証では、キャリアガスの流量のみを変更して、基板の表面に放射線吸収層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図４は、基板の温度を変更した場合における放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）である。図４において、（ａ）は基板の温度が１１０℃の場合、（ｂ）は基板の温度が１３０℃の場合、（ｃ）は基板の温度が１５０℃の場合、（ｄ）は基板の温度が１６０℃の場合、（ｅ）は基板の温度が１７０℃の場合、（ｆ）は基板の温度が１９０℃の場合である。図５は、基板の温度を変更した場合におけるＸ線回折の結果を示す図である。
　図４及び図５に示されるように、それぞれが基板の厚さ方向を長手方向として延在する複数のペロブスカイト結晶（以下、「長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶」という）を確実に形成するためには、上述した第３工程において基板を１１０℃以上１７０℃以下の温度に加熱することが好ましいことが分かった。また、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶をより確実に形成するためには、上述した第３工程において基板を１３０℃以上１７０℃以下の温度に加熱することが好ましいことが分かった。
　図６は、キャリアガスの流量を変更した場合における放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）である。図６において、（ａ）はキャリアガスの流量が０．２５Ｌ／分の場合、（ｂ）はキャリアガスの流量が０．３０Ｌ／分の場合、（ｃ）はキャリアガスの流量が０．３５Ｌ／分の場合、（ｄ）はキャリアガスの流量が０．４０Ｌ／分の場合、（ｅ）はキャリアガスの流量が０．４５Ｌ／分の場合、（ｆ）はキャリアガスの流量が０．５０Ｌ／分の場合である。図７は、キャリアガスの流量を変更した場合におけるＸ線回折の結果を示す図である。
　図６及び図７に示されるように、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶を確実に形成するためには、上述した第２工程においてキャリアガスを０．２５Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満の流量で供給することが好ましいことが分かった。また、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶をより確実に形成するためには、上述した第２工程においてキャリアガスを０．３０Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満の流量で供給することが好ましいことが分かった。
　ここで、ペロブスカイト材料を含む溶液（前駆体溶液）を生成するための溶媒として、ジメチルスルホシキド（ＤＭＳＯ）及びＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用いる場合について検討する。
　ＤＭＳＯの粘度（２５℃で１．９９ｃｐ）は、ＤＭＦの粘度（２５℃で０．７９ｃＰ）よりも高い。そのため、ＤＭＳＯの単溶媒で前駆体溶液を生成すると、振動数２．４ＭＨｚの超音波振動では、ミストの発生量を十分に得ることができない。したがって、ミストの発生量を十分に得るためには、溶媒として、ＤＭＳＯにＤＭＦを混合することが好ましい。
　一方、ペロブスカイト材料（ＰｂＸ２（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）及びＣｓＹ（Ｙ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）の飽和溶解度については、ＤＭＦの飽和溶解度は、ＤＭＳＯの飽和溶解度よりも小さい。そのため、前駆体溶液を生成するに際しＤＭＳＯへのＤＭＦの混合比を大きくし過ぎると、流路中でのミストの結露量が多くなり、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶の形成に悪影響を及ぼすおそれがある。
　以上により、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶を確実に形成するためには、上述した第１工程においてＤＭＳＯ：ＤＭＦ＝１：０以上１０以下の体積比でＤＭＳＯ及びＤＭＦを含む溶媒にペロブスカイト材料を溶解させることで、ペロブスカイト材料を含む溶液を生成することが好ましい。また、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶をより確実に形成するためには、上述した第１工程においてＤＭＳＯ：ＤＭＦ＝１：０以上５以下の体積比でＤＭＳＯ及びＤＭＦを含む溶媒にペロブスカイト材料を溶解させることで、ペロブスカイト材料を含む溶液を生成することが好ましい。なお、上述した体積比でＤＭＳＯ及びＤＭＦを含む溶媒であれば、ＤＭＳＯ及びＤＭＦ以外の他の溶媒を含んでもよい。
　ところで、ＤＭＳＯの単溶媒で前駆体溶液を生成した場合にも、超音波振動の周波数を下げれば、ミストの発生量を増加させることができるが、ミストの粒子サイズが大きくなり、ミストとしての流動性が損なわれる。一方、ＤＭＳＯの単溶媒で前駆体溶液を生成した場合に、超音波振動の周波数を上げると、上述したように、ミストの発生量を十分に得ることができない。ただし、前駆体溶液を生成するに際しＤＭＳＯへのＤＭＦの混合比を大きくし過ぎると、上述したように、流路中でのミストの結露量が多くなる。そこで、超音波振動の周波数は、１００ｋＨｚ以上１０ＭＨｚ以下が好ましく、１ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下がより好ましい。
　上述した各数値範囲は、好ましい数値範囲、或いは、より好ましい数値範囲を示す一例である。基板の温度を高くしたとしても、キャリアガスの流量を増加させたり、溶液におけるペロブスカイト材料の濃度を高くしたりすることで、基板に対するペロブスカイト材料の供給量を増加させれば、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶を形成することができる。例えば、溶媒の沸点＋２０℃の温度まで基板を加熱したとしても、基板に対するペロブスカイト材料の供給量を増加させれば、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶を形成することができる。長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶を確実に形成するためには、上述した第３工程において、溶媒の沸点＋２０℃の温度を上限値として基板を加熱することが好ましい。なお、複数種の溶媒が混合された溶媒では、溶媒の沸点とは、最高の沸点を有する溶媒の沸点を意味する。例えば、ＤＭＳＯ及びＤＭＦが混合された溶媒では、ＤＭＳＯの沸点が１８９℃であり、ＤＭＦの沸点が１５３℃であるから、２０９℃（１８９℃＋２０℃）を上限値として基板を加熱することが好ましい。
　実施例及び比較例として、ホウケイ酸ガラスからなる厚さ０．７ｍｍの基板を用意し、下記の表２の条件で、当該基板の表面に放射線吸収層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　その結果、実施例１では、図８の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶が形成された。実施例１は、上述した基板の温度に関するより好ましい条件（１３０℃以上１７０℃以下）及びキャリアガスの流量に関するより好ましい条件（０．３０Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満）を満たしている。なお、図８の（ａ）及び（ｂ）において、左側は放射線吸収層の平面図（ＳＥＭ画像）であり、右側は放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）である。
　比較例１では、図９の（ａ）に示されるように、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶が形成されなかった。比較例１では、実施例１に比べ、ミストの密度が増え、ミストの乾燥速度が速まっていると想定される。比較例１は、上述した基板の温度に関する好ましい条件（１１０℃以上１７０℃以下）及びキャリアガスの流量に関する好ましい条件（０．２５Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満）を満たしていない。なお、図９の（ａ）において、左側は放射線吸収層の平面図（ＳＥＭ画像）であり、右側は放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）である。
　比較例２では、図９の（ｂ）に示されるように、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶が形成されなかった。比較例２では、実施例１に比べ、ミスト中の前駆体の濃度、ミストの密度、及びステージの移動速度が大きい。比較例２は、上述した基板の温度に関するより好ましい条件（１３０℃以上１７０℃以下）を満たしているが、上述したキャリアガスの流量に関する好ましい条件（０．２５Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満）を満たしていない。なお、図９の（ｂ）において、左側は放射線吸収層の平面図（ＳＥＭ画像）であり、右側は放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）である。
　比較例３では、図９の（ｃ）に示されるように、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶が形成されなかった。比較例３では、実施例１に比べ、ミスト中の前駆体の濃度、ミストの密度、及びステージの移動速度が大きい。比較例３は、上述した基板の温度に関する好ましい条件（１１０℃以上１７０℃以下）及びキャリアガスの流量に関する好ましい条件（０．２５Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満）を満たしていない。なお、図９の（ｃ）において、左側は放射線吸収層の平面図（ＳＥＭ画像）であり、右側は放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）である。
　実施例２，３では、それぞれ、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶が形成された。キャリアガスの流量を増やすと、運ばれるミスト量が増えるので、実施例３では、実施例２よりも希釈ガスの流量を増やして（すなわち、ミストの密度を減らして）、バランスをとっている。実施例２は、上述した基板の温度に関する好ましい条件（１１０℃以上１７０℃以下）を満たしていないが、上述したキャリアガスの流量に関するより好ましい条件（０．３０Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満）を満たしている。実施例３は、上述した基板の温度に関する好ましい条件（１１０℃以上１７０℃以下）及びキャリアガスの流量に関する好ましい条件（０．２５Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満）を満たしていない。長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶を形成することができた。なお、図１０の（ａ）において、左側は放射線吸収層の平面図（ＳＥＭ画像）であり、右側は放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）である。図１０の（ｂ）には、放射線吸収層の断面図（ＳＥＭ画像）のみが示されている。
　なお、基板として、ホウケイ酸ガラス以外のガラス、ＩＴＯ、Ｐｔ等からなる基板、Ｓｉ等からなる半導体基板、集積回路等を用いてもよい。
　ここで、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶４０が形成されない場合のメカニズム、及び長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶４０が形成される場合のメカニズムについて、それぞれ想定として説明する。
　長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶４０が形成されない場合には、図１１の（ａ）に示されるように、基板１００の表面にミストＭが付着すると、図１１の（ｂ）に示されるように、ミストＭが内側に縮む前にミストＭの外側から多くの溶媒１０１が揮発することで、ミストＭの中央部が薄くなり、図１１の（ｃ）に示されるように、ペロブスカイト材料１０２がリング状に析出する（いわゆるコーヒーリング現象）。このように、ペロブスカイト材料１０２がリング状に析出する条件では、その上へのミストＭの付着とミストＭからの溶媒１０１の揮発（すなわち、ペロブスカイト材料１０２の析出）とが繰り返されても、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶４０が成長し難いと想定される。
　一方、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶４０が形成される場合には、図１２の（ａ）に示されるように、基板１００の表面にミストＭが付着すると、図１２の（ｂ）に示されるように、ミストＭが内側に縮みつつミストＭから溶媒１０１が揮発することで、ミストＭの中央部が薄くならず、図１２の（ｃ）に示されるように、ペロブスカイト材料１０２が円形状に析出する。このように、ペロブスカイト材料１０２が円形状に析出する条件では、その上へのミストＭの付着とミストＭからの溶媒１０１の揮発（すなわち、ペロブスカイト材料１０２の析出）とが繰り返されることで、長尺状を呈する複数のペロブスカイト結晶４０が成長し易いと想定される。
　１…放射線検出器、４…放射線吸収層、６…電極（第２電極、第２電極部）、１０…パネル（基板）、１３…電極（第１電極、第１電極部）、４０…ペロブスカイト結晶、Ｄ１…方向（第１方向）、Ｄ２…方向（第２方向）、Ｇ１…キャリアガス、Ｇ２…希釈ガス、Ｍ…ミスト、Ｓ…前駆体溶液（溶液）。

Claims (19)

  1. 　第１電極部を有する基板と、
    　前記基板に対して一方の側に配置され、複数のペロブスカイト結晶によって構成された放射線吸収層と、
    　前記放射線吸収層に対して前記一方の側に配置され、前記放射線吸収層を介して前記第１電極部と対向する第２電極部と、を備え、
    　前記放射線吸収層のうち前記第１電極部と前記第２電極部との間の領域において、前記複数のペロブスカイト結晶のそれぞれは、前記第１電極部と前記第２電極部とが対向する第１方向を長手方向として延在するように形成されている、放射線検出器。
  2. 　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記第１方向における前記ペロブスカイト結晶の長さは、前記第１方向に垂直な第２方向における前記ペロブスカイト結晶の幅を１とすると、２以上である、請求項１に記載の放射線検出器。
  3. 　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記第１方向における前記ペロブスカイト結晶の長さは、１０μｍ以上である、請求項１又は２に記載の放射線検出器。
  4. 　前記第１電極部は、複数の第１電極によって構成されており、
    　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記第１方向に垂直な第２方向における前記ペロブスカイト結晶の幅は、前記複数の第１電極の配列ピッチ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の放射線検出器。
  5. 　前記第２電極部は、複数の第２電極によって構成されており、
    　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記第１方向に垂直な第２方向における前記ペロブスカイト結晶の幅は、前記複数の第２電極の配列ピッチ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の放射線検出器。
  6. 　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記ペロブスカイト結晶の存在率は、８０％以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載の放射線検出器。
  7. 　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記ペロブスカイト結晶は、少なくとも１つの他の前記ペロブスカイト結晶と接触している、請求項１～６のいずれか一項に記載の放射線検出器。
  8. 　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記第１方向における前記ペロブスカイト結晶の長さは、前記第１方向における前記放射線吸収層の厚さよりも小さい、請求項１～７のいずれか一項に記載の放射線検出器。
  9. 　前記第１電極部と前記第２電極部との間の前記領域において、前記第１方向における前記放射線吸収層の厚さは、１００μｍ以上である、請求項１～８のいずれか一項に記載の放射線検出器。
  10. 　ペロブスカイト材料を含む溶液からミストを生成する第１工程と、
    　前記ミストをキャリアガスに混合する第２工程と、
    　第１電極部を有する基板に対し、前記基板を加熱した状態で、前記ミストを含む前記キャリアガスを吹き付け、前記基板上の領域のうち前記第１電極部に対応する領域に、それぞれが前記基板の厚さ方向を長手方向として延在するように複数のペロブスカイト結晶を形成し、前記複数のペロブスカイト結晶によって構成された放射線吸収層を、前記基板に対して一方の側に形成する第３工程と、
    　前記第１電極部に対応する前記領域を介して前記第１電極部と対向する第２電極部を、前記放射線吸収層に対して前記一方の側に形成する第４工程と、を備える、放射線検出器の製造方法。
  11. 　前記第１工程においては、超音波振動によって前記溶液から前記ミストを生成する、請求項１０に記載の放射線検出器の製造方法。
  12. 　前記第２工程においては、希釈ガスを前記キャリアガスに混合する、請求項１０又は１１に記載の放射線検出器の製造方法。
  13. 　前記第３工程においては、前記基板を１１０℃以上１７０℃以下の温度に加熱する、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の放射線検出器の製造方法。
  14. 　前記第３工程においては、前記基板を１３０℃以上１７０℃以下の温度に加熱する、請求項１３に記載の放射線検出器の製造方法。
  15. 　前記第２工程においては、前記キャリアガスを０．２５Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満の流量で供給する、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の放射線検出器の製造方法。
  16. 　前記第２工程においては、前記キャリアガスを０．３０Ｌ／分以上０．４５Ｌ／分未満の流量で供給する、請求項１５に記載の放射線検出器の製造方法。
  17. 　前記第１工程においては、ＤＭＳＯ：ＤＭＦ＝１：０以上１０以下の体積比でＤＭＳＯ及びＤＭＦを含む溶媒に前記ペロブスカイト材料を溶解させることで、前記ペロブスカイト材料を含む前記溶液を生成する、請求項１０～１６のいずれか一項に記載の放射線検出器の製造方法。
  18. 　前記第１工程においては、ＤＭＳＯ：ＤＭＦ＝１：０以上５以下の体積比でＤＭＳＯ及びＤＭＦを含む溶媒に前記ペロブスカイト材料を溶解させることで、前記ペロブスカイト材料を含む前記溶液を生成する、請求項１７に記載の放射線検出器の製造方法。
  19. 　前記第３工程においては、前記溶液の溶媒の沸点＋２０℃の温度を上限値として前記基板を加熱する、請求項１０～１８のいずれか一項に記載の放射線検出器の製造方法。
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