2015 Fiscal Year Annual Research Report
Study of diamond thin film as a beam exit window to the atmosphere for high energy ions and a position-sensitivity detector
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26249149
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
神谷 富裕 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70370385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鹿田 真一 関西学院大学, 理工学部, 教授 (00415689)
加田 渉 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (60589117)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド薄膜 / 高エネルギーイオン / 位置敏感型検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医療、宇宙、原子力分野で求められる生物細胞や半導体素子等への局所的イオン照射効果の研究に用いる核子当りMeVを超える高エネルギーイオンの大気中照射において、大気取出し窓兼イオン位置検出器の材料として、ワイドバンドギャップ半導体の特性を有するダイヤモンドに着目し、単結晶ダイヤモンド薄膜によるイオン照射に対する高空間分解能・高感度な新奇透過型位置敏感型検出器の実現を目指した。本研究では、実際にCVD法により作成された単結晶ダイヤモンド膜から試験素子を作製し、主にイオンビーム誘起電荷（IBIC）あるいはその時間応答（QTS）の計測により総合的な特性評価を図った
イオンビームの大気取り出し窓を兼ねたダイヤモンド薄膜による単一イオン検出に成功した次の段階としてダイヤモンド膜上部表面にダイヤモンド用炭素（DLC）被覆を施した検出器を作製し、予備的な位置検出素子のIBICイメージングによりイオンの入射位置に依存する出力信号を観察する実験系を構築した。
一方、使用した高抵抗単結晶ダイヤモンドの未知の深い準位の電気的活性について調べるため、アルファ粒子や重イオンマイクロビーム装置におけるQTS計測を可能にする装置を整備した。さらにイオンマイクロビーム装置等を用いたダイヤモンド放射線検出器でのイオン検出における損傷による特性劣化の測定や、電荷収集効率の測定実験を計画した。今後は、最終目的である多重の微細電極配置の薄膜検出器を開発しイオンマイクロビーム装置を使用した実験を通じて位置検出精度の向上を図る。
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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
高エネルギーイオンの透過位置敏感型ダイヤモンド薄膜検出器を作製するための材料の年度内の入手が困難となり、そのために予算の執行を繰り越すこととなったが、代替の材料となるダイヤモンド薄膜が確保でき、新たなダイヤモンドの納入を待たずに実験に必要な検出器の作製が可能となった。そのほかの予定した実験準備もほぼ順調に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製したダイヤモンド検出器に関して重イオンマイクロビーム装置におけるIBICイメージングによる位置敏感特性の測定を行い。次の本格的な位置敏感型検出器設計の基礎データとする。また、整備したQTSシステムを使用して半導体としてのダイヤモンドの未知の準位を同定するためお実験を実施する。
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[Journal Article] Development of diagnostic method for deep levels in semiconductors using charge induced by heavy ion microbeams2015
Author(s)
41.W. Kada, Y. Kambayashi, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, M. Koka, T. Kamiya, N.Hoshino, H. Tsuchida, K. Kojima, O. Hanaizumi, and T. Ohshima
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
Volume: 348
Pages: 240-245
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Investigation of Deep Levels in Diamond based Radiation Detector by Transient Charge Spectroscopy with Focused Heavy Ion Microbeam2015
Author(s)
Y. Ando, Y. Kambayashi, W. Kada, S. Onoda, T. Makino, S. Sato, H. Umezawa, Y. Mokuno, S. Shikata, O. Hanaizumi, T. Kamiya and T. Ohshima
Organizer
2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2015)
Place of Presentation
札幌コンベンションセンター
Year and Date
2015-09-27 – 2015-09-30
Int'l Joint Research
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[Presentation] Study of diamond membrane detector aiming at highly-efficient and position-sensitive particle detection for ion beam applications2015
Author(s)
T. Kamiya, W. Kada, Y. Kambayashi, T. Makino, S. Onoda, T. Ohshima, N.Iwamoto, S. Shikata, Y. Mokuno, H. Umezawa, M. Pomorski, V. Grilj, N.Skukan, and M. Jakšić
Organizer
22nd International Conference on Ion Beam Analysis(IBA2015)
Place of Presentation
Opatija, Croatia
Year and Date
2015-06-14 – 2015-06-19
Int'l Joint Research
