会議発表用資料 炭素線測定への応用に向けた有機フォトダイオードの特性評価

錦戸, 文彦  ,  高田, 英治  ,  野上, 光博  ,  新田, 宗孝  ,  山谷, 泰賀

2017-03-16
内容記述
近年、有機材料を用いたフォトダイオードの開発が非常に盛んになってきている。有機フォトダイオード(OPD)は非常に薄く軽量な素子が作成可能であること、形状の可変性が高く大面積可、インクジェットプリンタを用いた微細かつ複雑な加工も可能である等の特徴を持っている。基本的な振る舞いは通常のフォトダイオードと同様であり、放射線検出器としての利用が可能であると考えられる。OPDを用いた放射線計測はX線やα線などの低エネルギーの放射線に対する報告は見られるが、高エネルギー領域の重粒子線に対する測定は行われていない。そこで我々のグループではOPD検出器を用いた高エネルギー重粒子線計測の研究を進めている。本研究ではOPD検出器の炭素線に対する特性評価について報告を行う。 実験に用いたOPDはIZO (100nm)/ PEDOT: PSS (30 nm) / PCBM: P3HT (200 nm) / Al (70 nm)の構造をもつもので、有感領域は6 mm×4 mmとなっている。ベースには炭素線入射による発光の影響を除去するために黒色のABS樹脂を用い、その上にOPDを直接作成した。実験は放医研の重粒子加速器施設HIMACの物理コースを用い、炭素線をOPDに直接入射させその出力を測定した。炭素線はエネルギー290MeV/n、サイズは直径約1cm、ビーム強度は108 particle per scond (pps)に調整した。OPDからの出力はIFコンバータを用いて0.1秒当たりの収集電荷量を測定した。 図2に0.1秒後毎の出力電荷量の時間変化を示す。HIMACのビームは3.3秒周期であり山の部分がビームが照射されている時間である。ビームが出ていない時間にも、30pC程度の電荷が計測されてるが、これは暗電流によるものである。図の通り重粒子線に対しても計測可能であることがわかる。講演ではビーム強度依存性やエネルギー依存性などの素子特性についても併せて報告を行う。
第64回応用物理学会春季学術講演会

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