2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of a semiconducting diamond for neutron imaging
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20K14776
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
増澤 智昭 静岡大学, 電子工学研究所, 講師 (40570289)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / 中性子センサ / 補償ドーピング / 放射線 / 半導体物性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，持ち運び可能な機材による中性子イメージングを実現するため，ダイヤモンドを用いた中性子センサを提案する．以下の３つの研究目標を設定し研究を進めた．
（i）センサのための半導体ダイヤモンドの合成と評価（2020年度-2021年度前半）
（ii）電極形成などセンサ試作のための要素技術開発（2021年度）
（iii）放射線信号読み出しの実証実験（2021年度後半-2022年度）
令和３年度は(ii)のセンサ試作のための要素技術開発を中心に取り組んだ．ホウ素添加層をコンバーター層として用いた中性子センサを作成し，種々のデバイス構造と放射線信号検出特性を検討した．電極については，電極形成前のダイヤモンドの表面終端処理が重要であることが明らかになった．電極材料にアルミニウムを用いることでショットキー接触を形成し，放射線照射によって生成された信号キャリアの読み出しを実証した．当初予定していた放射線信号の読み出しを含めて実現し，順調に研究を進めている．
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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
当初計画で予定した，電極形成などセンサ試作のための要素技術開発は順調に進んでおり，放射線信号読み出しも実証できた．また，補償ドーピングによるダイヤモンドの抵抗率向上も確認され，総じて予定通りに研究を進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
ホウ素・窒素補償ドーピングダイヤモンドの高抵抗化に引き続き取り組むとともに，ホウ素添加層中でのキャリア輸送について解析を進めることで補償ドーピングダイヤモンドに最適なセンサ構造を見出す．
放射線センサ試作は順調に進行しており，中性子検出率などより詳細な評価を行い，センサ構造最適化のためにフィードバックを得る．
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