宇宙ガンマ線観測のためのダイヤモンド・コンプトン・リコイル・テレスコープの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13354002
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 柏木 利介 神奈川大学, 工学部, 専任講師 (40202006)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 賢二 神奈川大学, 工学部, 助手 (90260984) ; 奥野 祥二 神奈川大学, 工学部, 助手 (90281451) ; 日比野 欣也 神奈川大学, 工学部, 専任講師 (80260991) ; 高島 健 名古屋大学, 理学研究科, 助手 (10298193)
• Keywords: 放射線検出器 / ダイヤモンド

Research Abstract

超高圧合成法で作られた人工ダイヤモンドは天然のものに比べて純度が高く、またCVDで作られた多結晶のものに対して、ほとんど完全な単結晶素材が得られている。この観点に着目し、現在人工ダイヤモンドによる検出器開発を行っている。アルファ線入射テストの結果では、シリコン検出器に匹敵する16.6keVのエネルギー分解能が現在までに得られている。しかし飛程が20ミクロン程度のアルファ線計測だけでは、ダイヤモンド検出器の表面だけの放射線感度を調べているだけで、ダイヤモンド内部に感度があるかどうかを確かめることはできない。これを調べるために、重粒子線を突き抜けさせるビームテストを行っている。またΔE×E法を用いて鉄までの元素弁別が可能であることが解った。さらに、ダイヤモンド検出器において以前の様なポーラリゼーション効果という問題は電極にあることが解り、半導体検出器としては良好なショットキー電極とオーミック電極の両方が完全に得られることが重要なことであることが証明できた。これらの電極が完全でない場合は、エネルギーバンド構造にゆがみが生じることになる。また、ゆがみを生じないような電極構造を開発することができたことでポーラリゼーション効果の無い検出器が達成されたのである。この結果として鉄のような高LETの重粒子に対しても、完全に動作するダイヤモンド検出器を作ることができた。このような考察は昨年度からも解釈されていたが、今年度製作した検出器は昨年度よりもさらに良好なオーミック電極を用いており、その理解を深めることができた。