ガリウム・ヒ素放射線検出器の開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01840005
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鈴木 洋一郎 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (70144425)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸塚 洋二 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (40011712) ; 菅 博文 浜松ホトニクス, 個体事業部, 部長代理 ; 幅 淳二 大阪大学, 理学部, 助手 (60180923) ; 杉本 章二郎 大阪大学, 理学部, 助教授 (20044753) ; 長島 順清 大阪大学, 理学部, 教授 (90044768)
• Keywords: ガリウム・ヒ素 / 半導体放射線検出器 / マイクロ・ストリップ

Research Abstract

ガリウムヒ素半導体検出器は、シリコンにつぐ次世代検出器として、注目を集めている。又、ガリウムヒ素はシリコンよりも放射線損傷に強いと予想されており、実際にテストすることは、極めて重要である。
昨年度、我々は1cm角で、0.9mm巾のストリップ10本を持つガリウムヒ素ストリップ検出器の製作を行ない、基本特性の測定を行なった。不純物濃度は、2.6×10^<14>cm^<-3>で、逆バイアス〜40Vでの接合容量は〜100pFである。18keVガンマ線に対して、分解能は、±4keVであった。
本年度は、65MeVの陽子ビ-ムを用いてガリウムヒ素検出器の放射線損傷の実験を、阪大AVFを用いておこなった。1Mradから2Mradの照射を、4つのサンプルに対しておこなった。照射による暗電流の増加は、1ストリップあたり、50〜100mA/Mradであった。
暗電流の増加は△Ileak(A/cm^2)=α_p(65MeV)φ(partides/cm^2)と表わすと、比例係数、α_p(65MeV)で評価することができ、ガリウムヒ素検出器の場合(3〜6)×10^<-17>であった。これを、シリコン検出器での値、11×10^<-17>と比べると、2〜3倍良いことになる。
以上、2年間の成果として、我々は、シリコンよりも放射線損傷に強い、放射線検出器の開発に成功した。開発した検出器は、1cm角であり広い応用の可能性を持つものである。又、最小電離粒子の検出にも成功しており、特に、放射線レベル高い所での軌跡検出器として、用いることができる。

Research Products

• [Publications] Y.Suzuki et al: "Developement of large area GaAs detectors." Nudear Instruments and Methods.
• [Publications] Y.Suzuki et al: "Radiatio damage of GaAs detectors" Nudear Instruments and Methods.