フォトニクス：印刷可能な有機金属ペロブスカイトによって可能となった大面積かつ低線量のX線画像化

医用X線画像化法では、放射線による健康リスクを低減するために、低線量で動作する平坦なデジタル検出器が必要である。溶液処理で作製した有機無機ハイブリッドペロブスカイトには、そうした高感度検出器の光伝導層の有力な候補となる特性がある。しかし、大面積（検出器は一般的に50 × 50 cmである）の厚い（数百マイクロメートル以上）ペロブスカイト膜の作製が困難であるため、そのような検出器はまだ薄膜トランジスターアレイ上には作られていない。本論文では、従来の真空処理とは対照的に、全てが溶液処理の合成経路によって印刷可能な多結晶ペロブスカイトを作製し、これが、鋭いファセットを持つ大きな粒子を有し、単結晶に匹敵する形態と光電子特性を示すことを報告する。100 kVの制動放射線源の照射下で、平方センチメートル当たりミリグレイの空気カーマ当たり、最大11マイクロクーロン（μC mGy_air⁻¹ cm⁻²）に達する高い感度が達成された。この感度は、現在使用されているアモルファスセレン検出器やタリウムをドープしたヨウ化セシウム検出器で達成される感度よりも少なくとも1桁高い。我々は、従来の薄膜トランジスター基板に830 μm厚のペロブスカイト膜を組み込み、さらにポリマー/ペロブスカイト複合体の中間層を2層組み込んで、暗電流と一時的な電荷キャリア輸送を制御する電極とペロブスカイト膜との間に共形界面を作ることによって、X線画像化を実証した。このような全て溶液処理で作製したペロブスカイト検出器によって、低線量X線画像化が可能になり、放射線画像化、センシング、環境発電のための光伝導デバイスにも利用できる可能性がある。

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