• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Research and development of the next generation diamond pixel sensor

Research Project

Project/Area Number 16H03990
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

Tanaka Manobu  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (00222117)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金子 純一  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90333624)
Research Collaborator KOIZUMI satoshi  
SHIMAOKA takahiro  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2016: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
Keywords粒子線検出器 / ダイヤモンド / 集積回路 / 耐放射線 / ピクセル / 放射線検出器 / ピクセルセンサー / CMOS集積回路 / 放射線測定装置 / 素粒子原子核実験 / ダイヤモンド検出器 / 高エネルギー加速器実験 / ワイドギャップ半導体
Outline of Final Research Achievements

The development of a diamond detector with the charge collection efficiency(CCE) of ~100% was done, and the process requirements for developing a pixel detector based on diamond basis achieves less than 100-micron meter position resolution are investigated. Since the radiation tolerant transistors are necessary to integrate signal processing circuits on the pixel detector, total integrated dose characteristics of transistors are evaluated and confirmed those transistors have radiation resistivity more than 0.3MGy.
A trend of accelerators R&D is high intensity/luminosity. From the viewpoint of the detection system, the radiation resistivity and the fast response are required. Si-based detectors are insufficient for the purpose. Diamond-based detectors can solve the problems. We succeeded to develop diamond detectors for those requirements and established the TCAD numerical model which can reproduce the I-V characteristics, the bias dependence of the CCE and the current signal waveform.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

加速器の量子ビームのトレンドは高強度化・高輝度化へ向かっており、現存する半導体測定装置の使用限界を超えつつある。よって高強度・高輝度量子ビームを使用した実験で使用できる耐環境性能・高速応答・高位置分解能を兼ね備えた半導体測定装置実用化が必要となる。高強度・高輝度量子ビームは、物質の根源は何か、宇宙・物質・生命はどのように成り立っているかという疑問に応えるためだけでなく、社会を豊かにするための新材料開発や医療分野への応用など多くの分野に応用され社会基盤の一部となっている。このため高強度・高輝度量子ビームを有効利用するための半導体測定装置実用化は学術的だけでなく社会的意義も大きい。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Presentation] New Type of Diamond Particle Detector TCAD Simulation2018

    • Author(s)
      M.J.Kholili
    • Organizer
      ISRD2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Single Crystal CVD Diamond Detectors for High Energy Accelerator application2018

    • Author(s)
      A. Hara
    • Organizer
      ISRD2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of substrate on charge carrier transport properties of single crystal CVD diamond and an 8mm square energy spectrometer2018

    • Author(s)
      Shintaro Hirano
    • Organizer
      Hasselt Diamond Workshop 2018 - SBDD XXIII
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] New Type of Diamond Particle Detector2017

    • Author(s)
      M.J.Kholili
    • Organizer
      JPS Autumn Meeting 2017 in Utsunomiya
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶ダイヤモンドを用いた測定器の開発及び評価2017

    • Author(s)
      原明日翔
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶ダイヤモンド検出器の開発及び評価2017

    • Author(s)
      原明日翔
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 8mm 角CVD ダイヤモンド単結晶基板上にホモエピタキシャル成長させた試料の電荷キャリア輸送特性評価2017

    • Author(s)
      平野慎太郎
    • Organizer
      2017年 日本原子力学会 秋の大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 8mm角CVDダイヤモンド基板上にホモエピタキシャル成長した試料の電荷キャリア輸送特性の位置依存2017

    • Author(s)
      平野慎太郎
    • Organizer
      2017年 ダイヤモンドシンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 単結晶ダイヤモンドを用いた測定器の開発及び評価2016

    • Author(s)
      原明日翔
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 8mm角CVDダイヤモンド基板上にホモエピタキシャル成長した試料の電荷キャリア輸送特性2016

    • Author(s)
      平野慎太郎
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi