2018 Fiscal Year Annual Research Report
Feasibility Study on Electron Emission Device using Diamond Semiconductors for Space Applications
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16H04595
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
大川 恭志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (20415920)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 宙光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00415655)
田川 雅人 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10216806)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 宇宙推進 / スペースデブリ / エレクトロダイナミックテザー / 電子放出 / ダイヤモンド半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙ごみ（スペースデブリ）を効率良く軌道降下（デオービット）させるための宇宙推進装置の候補としてエレクトロダイナミックテザー（EDT）がある。EDTにはテザーに電流を流すための電子放出源が必要であり、現状では何らかの能動的な電子放出装置を使うことが想定されている。本研究は、この電子放出源をパッシブ化することを狙ったものであり、ダイヤモンド半導体を電子放出材料として利用することで、より簡素で低コストなデブリデオービットシステムの構築が可能になると考えた。
上記の目的達成に向けた３年計画の３年目を1年延長し、３～４年目の活動として、主に以下の作業を実施した。１）電子放出源および試験治具等の改良、２）地球低軌道上での運用で問題となることが予想される原子状酸素の影響評価試験、３）前項の結果を反映した電子放出源の改良試作および試験・評価、４）ダイヤモンド半導体を用いた宇宙用電子放出源の成立性評価。
上記作業の結果として得られた主な知見/成果は以下の通り。Ａ）熱電子放出および電界電子放出試験に適したダイヤモンド半導体サンプル製作および再利用方法等のノウハウの蓄積、Ｂ）表面が水素終端化されたダイヤモンド半導体の仕事関数の推定、Ｃ）原子状酸素照射によるダイヤモンド半導体への影響（形状変化および電子放出特性の変化）の定量化、Ｄ）ダイヤモンド半導体を用いた宇宙用電子放出源の成立性の提示。
本研究により、宇宙用電子放出源としてのダイヤモンド半導体利用の可能性が示されるとともに、地球低軌道上の原子状酸素環境の有効利用という当初想定外の可能性も示唆された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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