TlBr中の電荷捕獲準位解明と全吸収γ線エネルギースペクトロメータ開発への挑戦

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K12532
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 金子 純一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90333624)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 人見 啓太朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60382660)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: γ線 / エネルギースペクトル / 半導体検出器 / TlBr / 捕獲準位

Outline of Annual Research Achievements

今年度はTlBr合成工程の見直しを共同研究者と進めた。特に合成雰囲気に関して、各種条件を試みた。また検出器の長期安定動作にかかわる実験として電極材料の探求も進めた。また、構造欠陥を導入しにくい検出器製作法の検討も行った。さらに捕獲準位を同定するための光照射I-V測定装置の製作を進め、次年度の本格測定を行うための環境整備を行った。
合成雰囲気に関しては各種ガス、圧力条件で試料作製を進めた。特に腐食性の高いガスの使用にも積極的に取り組み、安全かつ安定して試料合成雰囲気を、化学合成、調整する技術を獲得した。今年度は帯域精製300回目前で試料アンプルが破損する事象に見舞われたが、破損した試料アンプルの観察結果に基づき破損原因の推定を試み、試料アンプルの再設計、改良等をすすめた。現在、改良型試料アンプルを使用して合成を進めている。電極材料の探求に関しては系統的な研究が順調にすすみ、知財の申請を念頭に置き研究を進めた。次年度前半に各種電極材料を蒸着したTlBrのI-V特性を評価後、知財を申請し、秋には学会発表を行う予定である。構造欠陥を導入しにくい検出器製作法の検討に関しては、結晶切断法の改良を進めた。 捕獲準位評価用の光I-V測定装置に関しては、先行研究で作成した試作機の課題であった「測定中の雑音」の低減のために、測定装置の要件定義、再設計、改良等の整備も順調に進み、次年度の本格的な試験開始に向けて各種調整、校正に入りつつある。 合成に関して各種技術が整ってきた。次年度目標であるエネルギースペクトロメータグレードの結晶の安定合成、ならびに捕獲準位評価を行うことを目指している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

結晶合成プロセスの改善については着実に進んでいるが、帯域精製回数300回目前で試料アンプルが破損する事態に見舞われた。アンプルの構造を改善してトラブルの発生回避を試みた。電極関連の実験に関しては順調に進んだ。また光照射I-V装置についても順調に進んだ。

Strategy for Future Research Activity

今年度発生した問題点の改善を現在進めており、次年度は3回以上の結晶育成を予定している。また電極関連の研究も予定通り進める。さらに光照射I-V装置を本格稼働し、次年度は捕獲準位等の解明にあたる。

Causes of Carryover

当初、年度内に使い切る予定で順調に予算消化を進めていたが、年度末の予算執行時の手違いで残額を生じさせてしまった。残額分に関しては次年度、消耗品購入等で有効に活用させていただく。