1994 Fiscal Year Annual Research Report
絶縁系セラミックス,アルミナの電荷担体の易動度,数密度の実験的測定に関する研究
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06650737
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
四竃 樹男 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30196365)
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| Keywords | アルミナ / 電気伝導度 / 電荷担体 / 易動度 / 数密度 / 照射誘起伝導 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は絶縁系セラミックス,アルミナの電荷担体の易動度及び数密度に関して情報を得ることをである。しかしながら、アルミナの電気伝導度は極めて小さく上記の目的を達成することは困難である。そのため本研究ではアルミナが電離放射線下で電気伝導度を増大(照射誘起伝導,RIC)させる現象を利用することを検討した。これまでの研究から,絶縁系セラミックスの電気伝導度を室温かつ特殊環境で測定することは極めて困難であることが解ってきている。本年度は,高温,かつ高放射線レベルでのアルミナの電気伝導度の正確な測定手段の開発を行った。JIS及びASTM等で確立された室温,乾燥大気中での測定手法を再検討し、ガードリングをとりつけた三電極法を用い、低圧側で低内部抵抗の電流測定器による微弱電流測定を行った。その結果,
1.電離放射線照射下では雰囲気の電離及び光電効果等により寄生電流が発生し測定に著しく影響する。
2.これらを避けるためには雰囲気を極力高真空とし、試料の周囲の電位を試料表面とほぼ同一とし,かつ試料周囲の材料を試料と同室の素材とすることが必要であることが明らかとなった。
3.しかしながら、アルミナの電気伝導度を適切に増大させるためにはある程度の強度を持つ電離放射線照射が必要であるが,この放射線照射により試料温度が上昇してしまう。試料冷却法を種々検討したが、試料環境としては真空ではなく乾燥高純度ヘリウムとせざるを得なかった。
4.ヘリウムガス環境からの寄生電流を極力低減するため、電流測定側の電位を極力共通接地電位に近づける回路構造とした。
これらの工夫により,10^4Gy/s程度の放射線場でのアルミナの電気伝導度測定に成功した。来年度においては、今年度確立された手法を用いて,アルミナ中の電荷担体の易動度,数密度に関して定量な情報を得る予定である。
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