2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ultra-sensitive semiconductor sub-nanosensor for charging and radiation absorption dose measurement in radiation environment(Fostering Joint International Research)
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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, 教授 (60421864)
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2016 – 2018
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| Keywords | 宇宙機 / 帯電 / 軌道上実測 / 薄膜圧電センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陽子線照射した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などの化学分析及び、陽子線照射中のリアルタイム空間電荷測定を実施した。
2種の材料照射材料で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。照射材料に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陽子線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、蓄積量は減少したが正電荷の蓄積が確認された。また、陽子線照射中に空間電荷測定結果により、試料内の蓄積正電荷分布は、これまで計測して来た照射後の分布とは異なる結果も得られ、照射中には陽子線の照射飛程内にまず蓄積し、その後照射中に照射飛程を超え照射面と対向側の電極近傍へドリフトしていき、最終的な蓄積分布となっていた。
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が変化に起因するものである事、また、陽子線照射による分子構造変化や放射線誘起伝導により照射中に注入された電荷が自己電界で、試料内をドリフトしやすい状況であることが考えられる。
そこで、陽子線照射フッ素系材料について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、陽子線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。また、NMRの測定結果より、末端基にCF3が形成されている証左が得られた。
また成果としては、陽子線照射中の電荷蓄積計測結果について電気学会論文誌に投稿中であること、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が挙げられる。
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