2017 Fiscal Year Research-status Report
放射線環境における帯電・線量計測用超高感度半導体サブナノセンサの開発（国際共同研究強化）
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15KK0216
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
三宅 弘晃 東京都市大学, 工学部, 准教授 (60421864)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2018
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| Keywords | 衛星材料 / 帯電 / 宇宙環境 / 電子物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プロトン照射した2種のフッ素高分子材料の空間電荷測定及び、FTIR、XPS、及びNMRなどの化学分析を実施した。
その結果、2種の材料の間に空間電荷蓄積において照射材料では正電荷の蓄積が共通して確認でき、蓄積位置に関しては2種の間で相違がみられた。また照射材料に対する直流高電圧印加試験を行った結果、未照射試料では試料内に電荷蓄積が確認されないが、照射フッ素材料では、プロトン照射飛程の範囲内に多量の正電荷の蓄積が確認され、その正電荷の蓄積は、照射1年後の試料に高電圧を印加しても、量こそは多少減じているが正電荷の蓄積が確認された。
以上の事から、高電圧印加時に長期的に観察される正電荷蓄積は材料分子構造の完全なる変化からもたらされたものであると考えられる。
そこで、FTIR、XPS、及びNMR等の化学構造解析を行った。化学解析の結果から総合して、プロトン照射により分子鎖切断が生じている事が推測され、特にETFEでは分子鎖切断だけでなく、架橋反応も生じるという複雑な反応をしている事が理解できた。ETFEとの照射後の材料の分子構造の差について理解を進めることで、空間電荷蓄積の差も理解できるものと考える。
また成果としては、日本側で行った、低エネルギー電子線照射によるフッ素材料の帯電解析にかかる論文を2報掲載されたこと、大きな成果の一つである。また、国際共同研究の結果として、2017年10月に発表したIEEE-CEIDP(昨年の成果に計上)や、衛星帯電の国際会議Spacecraft Charging Technology Conferenceの口頭発表に採択されるなど、次年度の論文執筆につながる大きな成果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要でも述べたが、材料電子物性の観点から論文を2報、国際会議発表を2報予定しており、一般的な指標である成果公表の観点からも順調に研究を遂行できていると判断できる。
現状の問題点について：
LAPLACEに設置されている宇宙環境模擬試験チャンバーMATSPACEについて電子線照射は可能となり、電子線照射下の帯電計測試験を実施したところ、同チャンバー内に設置されている帯電計測器の一部であるパルス電圧発生器の波形に不具合が生じている事を申請者が発見し、現在その修復にあたっている。仏側の計測器と日本側の装置によるクロスキャリブレーションを予定していた為、現在その点についてはペンディング中である。
申請者が予定していた装置がCNESの国際戦略の変更により非公開になったため、利用できない状況にある。今年6月にCNES,ONERAの研究者らが来日する為、その際に打ち合わせを持ち、現状公開可能な装置でどのように研究を進めているか検討をする予定でる。具体的には二次電子のエネルギー分析装置の利用の可能性を検討する。この装置により、当研究グループが構築しいる二次電子放出の物理モデルについて経験式から外挿した値でなく、実測値を用いる事が出来るため、精度を上げる事が可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
MATSPACE内の帯電計測用パルス電圧発生器について：当方で開発したパルス電圧発生器を2018年3月に供給した為、今年度にはMATSPACEを用いた帯電計測が可能となると考えられる。
ONERA装置の研究利用について：2018年6月下旬の打合せ次第であるが、2019年2月を予定している。これにより二次電子放出モデル(表面帯電)の高精度化を図る。
将来の共同研究組織について：また、2017年度に複数回、今後の共同研究の展開について討論を行い、2018年度からの今後5年間の共同研究実施内容と組織構築に関する具体的な提案を行い、LAPLACE所長のDr.Lebeyを始めLAPLACE首脳陣からも了承を得た。次年度以降、国際共同研究加速(B)の申請や二国間交流等、国際交流ファンドを双方で応募していく事となった。
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