2022 Fiscal Year Annual Research Report
陽電子寿命スペクトルの超高精度ΔT0計測システムを用いた金属疲労の研究
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20K12506
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山脇 正人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30526471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 慶規 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 客員上級研究員(研究院客員教授) (90357012)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 陽電子寿命 / ΔT0法 / 金属疲労 / 短時間測定 / アンチコインシデンス法 / デュアルアクイジション法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陽電子寿命測定による金属や半導体中の欠陥測定では、欠陥濃度がおよそ100 ppm以上で陽電子寿命が平衡状態に達してしまうことから、高欠陥濃度の評価に課題があった。そこで陽電子寿命スペクトルのフィッティンッグ解析の際に得られる寿命スペクトルの時間軸の起点(T0)のシフト(ΔT0)を用いて、高濃度の欠陥状態を簡便に評価する方法(ΔT0法)の開発を行った。さらにこの技術を応用してオンサイトで短時間に陽電子寿命を測定する技術の開発を行った。
ΔT0の超高精度評価を実現するためのデュアルアクイジション法について取りまとめた成果の誌上発表を行った。また、陽電子寿命とΔT0の2次元プロットによる短時間測定効果のシミュレーションについて誌上発表を行った。
オンサイトで陽電子寿命を測定する場合、アンチコインシデンスを行う陽電子検出器を薄い金属フィルム等で遮光する必要がある。しかし、金属フィルム等で消滅した陽電子はノイズとしてΔT0法の精度を劣化させる。そのため、金属フィルム等は可能な限り薄く、かつ遮光性及び物理的強度を有していなければならない。そこで陽電子検出器の遮光方法について検討した。陽電子検出器の遮光にAl蒸着したカプトンフィルムとプラスチックシンチレータを採用した。Al蒸着厚は500 nm以上としても、ピンホールの影響で十分な遮光性を得ることができなかった。そこでカプトンフィルムの両面にAl蒸着を行うことにより、Al蒸着を200 nm厚（両面に100 nm厚）でも十分な遮光性を得ることができた。本技術はAl蒸着厚を薄くすることができることから、ΔT0法の精度の劣化を抑えることができた。本計測技術について、特許出願と誌上発表を行った。
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