2015 Fiscal Year Research-status Report
ダイヤモンドで可視化する高エネルギーイオン飛跡の超高空間分解能像
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26420877
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
小野田 忍 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (30414569)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | イオン飛跡検出器 / ダイヤモンド / NVセンター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ダイヤモンドを超高空間分解能を有する蛍光飛跡検出器（FNTD）として利用可能であるかどうかを模索するものである。昨年度は、ダイヤモンドに高エネルギー重イオンを照射し、熱処理後に共焦点蛍光顕微鏡(CFM)観察することで、イオン飛跡を可視化できることを明らかにした。本年度は、熱処理条件の最適化に取り組んだ。800℃、1000℃、1200℃において、数分から10時間程度までの熱処理を行った。実験の結果、温度が高くなるに従いイオン飛跡の輝度が高くなることが分かった。輝度の高低はイオン飛跡を構成する窒素・空孔（NV）センターの数が増減したことに由来する。800℃及び1000℃の場合、処理時間が長くなるに従って、輝度が高くなった。一方、1200℃の場合、短時間（10分）で最も輝度が高くなり、長時間（2時間）の熱処理後に輝度が低くなることが分かった。次年度は1200℃に焦点を当て、熱処理の最適化条件の模索を継続する。加えて、1200℃の長時間熱処理によって飛跡を構成するNVセンターが減少することが分かったことから、高温かつ長時間の熱処理で飛跡を消滅させることができる可能性が示唆された。NVセンターを消失させることができれば、ダイヤモンドをFNTDとして再利用することが可能となり利用価値が高まることから、1200℃及びそれ以上の熱処理についても新たに取り組むこととした。
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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
H27年度までに、イオン飛跡検出実証、窒素濃度依存性、熱処理条件最適化を計画通りに進めてきており、順調に進展しているといえる。超高空間分解能の観測装置のセットアップについては計画通りに進んでいないものの、協力研究先が保有する装置を利用した観察を進めているところであり、研究の進展にはブレーキとなっていない。全体を通して、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
高温熱処理の有効性が明らかになってきたため、今後は熱処理条件の最適化を推進していく。
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| Causes of Carryover |
H27年度に購入を予定していたXYステージ購入と国際学会参加を見送ったために生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
高空間分解能観察を実現するための装置開発費用に充てたい。
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[Presentation] 量子ビームを活用したダイヤモンド中のカラーセンター形成技術の現状2016
Author(s)
小野田忍, 春山盛善, 寺地徳之, 磯谷順一, 小池悟大, 東又格, 稲葉優文, 山野楓, 加藤かなみ, Christoph Mumller, Liam McGuinness, Priyadharshini Balasubramanian, Boris Naydenov, Fedor Jelezko, 佐藤真一郎, 大島武, 加田渉, 花泉修, 谷井孝至, 川原田洋
Organizer
物理学会第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学泉キャンパス（宮城・仙台）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
Invited
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[Presentation] NV センターの形成効率の熱処理温度依存性2016
Author(s)
春山盛善, 小野田忍, 立見和雅, 寺地徳之, 磯谷順一, 加田渉, 大島武, 花泉修
Organizer
第63回応用物理学会春季学術講演会
Place of Presentation
東京工業大学大岡山キャンパス(東京・目黒区）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] ダイヤモンド蛍光飛跡検出器のイオン種依存性2016
Author(s)
立見和雅, 春山盛善, 小野田忍, 寺地徳之, 磯谷順一, 加田渉, 大島武, 花泉修
Organizer
第63回応用物理学会春季学術講演会
Place of Presentation
東京工業大学大岡山キャンパス(東京・目黒区）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] keV からサブGeV のイオン注入を用いて形成したNV センターの特性評価2015
Author(s)
小野田忍, 春山盛善, 寺地徳之, 磯谷順一, C. Mumller, L. McGuinness, P. Balasubramanian, B. Naydenov, F. Jelezko, 小池悟大, 東又格, 稲葉優文, 大島武, 加田渉, 花泉修, 谷井孝至, 川原田洋
Organizer
第29回ダイヤモンドシンポジウム
Place of Presentation
東京理科大学葛飾キャンパス（東京・葛飾区）
Year and Date
2015-11-17 – 2015-11-19
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[Presentation] NV Centers in Diamond Used for Detection of Single Ion Track2015
Author(s)
Moriyoshi Haruyama, Shinobu Onoda, Wataru Kada, Tokuyuki Teraji, Junichi Isoya, Takeshi Ohshima, Osamu Hanaizumi
Organizer
The 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (11th RASEDA)
Place of Presentation
City Performing Arts Center (Gunma・Kiryu)
Year and Date
2015-11-11 – 2015-11-13
Int'l Joint Research
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[Presentation] NV center utilized as a tool for radiation sensors2015
Author(s)
Shinobu Onoda, Moriyoshi Haruyama, Tokuyuki Teraji, Junichi Isoya, Wataru Kada, Osamu Hanaizumi, Takeshi Ohshima
Organizer
Diamond Quantum Sensing Workshop
Place of Presentation
Kagawa International Conference Hall (Kagawa・Takamatsu)
Year and Date
2015-08-05 – 2015-08-07
Int'l Joint Research
