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半導体検出器のX線感度新理論に基づく新型X線計測器の試作開発

研究課題

研究課題/領域番号 05558055
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 プラズマ理工学
研究機関筑波大学

研究代表者

長 照二  筑波大学, 物理学系, 助教授 (80171958)

研究分担者 斉藤 豊  セイコー電子工業, 開発総括部・プロセス開発部, 課長
前沢 秀樹  文部省高エネルギー物理学研究所, 放射光実験施設, 教授 (40150015)
田中 茂利  福井工業高等専門学校, 教授, 校長 (20025240)
近藤 真史  筑波大学, プラズマ研究センタ/物理学系, 講師 (70222247)
山口 直洋  筑波大学, プラズマ研究センタ/物理学系, 講師 (90158113)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
1994年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1993年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード半導体X線検出器 / X線感度理論 / X線多層計測器 / プラズマX線計測 / シンクロトロン放射光計測 / 放射光モニター / 多チャンネルX線検出器 / X線検出器アレー / 半導体検出器 / X線感度新理論 / 無電場基板領域 / 不純物濃度 / 拡散長 / 新型X線検出器 / プラズマ電子温度計測 / 国際研究協力
研究概要

プラズマからの輻射X線を計測し、解析する為に、シリコン半導体検出器の入射X線に対するエネルギー感度特性を詳細に研究し、これにより我々は、従来からの教科書にある理論や、最近の米国マサチュセッツ工科大(MIT)から出された仮説では説明できない事を、我々は世界に先駆けて、シンクロトロン放射光を用いた基礎データにより示した。この原因についても、我々は世界に先駆けて理論的に解明し発表した。半導体検出器を使って求めたプラズマの電子温度は、従来の定説を用いて解析すると数100%以上も誤った値になる場合がある事が、この新事実と新理論から分かった。
この新事実と新理論は、従来知られていなかったこのX線有感度領域の、特性を積極的に活用・応用し、新型高性能X線計測器を開発するという新しいアイデアを与え、実際に我々は、本研究により、新型の、高エネルギーX線領域に従来よりも極めて高感度を持つ検出器を設計・製作することに成功した。(特許出願中)
同時にこれを、プラズマ計測に適用するために、現在、筑波大学のGAMMA10タンデムミラー装置等に設置し、その実用性を実証した。これらの成果は4つの国際会議で報告すると共に、合計10編を越える学術論文として公表し、その成果を広く一般に公開している。更には素子自身の提供を含め、広く国内外の研究者にその成果を分かち合う計画で、研究協力を進めている。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] T. Cho. et al.: "X-ray diagnostic systems in the GAMMA 10 tandem mirra and new-X-ray semiconductor-detector responses in the DIII-D tokamuk" Rev. Sci. Instrum.66. 540-542 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Cho. et al.: "Development and charaglerization of silicon semiconductor X-ray detectors for plasma diapnofics" Rev. Sci. Instrum.66. 543-545 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長 照二 他: "半導体X線計測器の感度理論の構築と拡張,ならびにX線検出器製作への応用とプラズマ電子温度計測への適用" プラズマ核融合学会誌. 71. 62-85 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Cho. et al.: "New findings of x-ray energy responses of silicon surface bauier defectors and their geleralred theorefical exfension to x-ray responses of pasition sensitive defectors" Nucl. Instrum. Methods in Physics Research. A348. 475-478 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirata et al.: "A Newly Developed Multilayer Semiconductor X-ray Defector for the Observations of Wide Energy-Range X-rays" Rev. Sci. Instrum.66(in press)2月号. (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Experimental Verification of the three-Dimensional Diffusion Effect of X-ray Produced Chapes in Semicanductor X-ray Defectors on the Enhancement" Rev. Sci. Instrum.66(in press)2月号. (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Relation Between Electron-Velocity Distribution Functions and Potential Formation" "International Conference on Open Plasma Confinement Systems for Fusion" edited by A.A.Kabantsev, World Scientific, (London, 1994). 79-96

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "A New Theory on X-ray Signals from Semiconductor Detectors and Its Extention to Those from Miltichannel Detector Arrays, Photon Factory Activity Report 1993 11, (National Laboratory for High Energy Physics, 1994)" (No.91-264). 363

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tamano et al.: "Recent Results of Tandem Mirror Experiments in GAMMA 10 and HIEI" Proc.15th International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Seville. (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuwabara et al.: "A New End-Loss-Ion Energy Analyzer with Obliquely Placed Multigrids for Open-Ended Plasma Diagnostics" Review of Scientific Instruments. 65. 936-942 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "X-ray Diagnostic Systems in the GAMMA 10 Tendem Mirror and New X-ray Semiconductor-Detector Responses in the DIII-D Tokamak" Proc.10th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics, Rochester, (New York, 1994, May 8-12). 3.26. 43

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Development and Characterization of Silicon Semiconductor X-ray Detectors for Plasma Diagnostics" Proc.10th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics, Rochester, (New York, 1994, May 8-12). 3.27. 44

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Takahashi et al.: "Photoelectron Spectroscopy for Plasma X-ray Measurements" Proc.10th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics, Rochester, (New York, 1994, May 8-12). 3.35. 47

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Experimental Verification of the Three-Dimensional Diffusion Effect of X-ray-Produced Charges in Semiconductor X-ray Detectors on the Quantum-Efficiency Enhancement" Proc.International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation, Upton, (New York, 1994, July 18-22). ThE4.

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirata et al.: "A Newly Developed Multilayr Semiconductor X-ray Detector for the Observations of Wide Energy-Range X Rays" Proc.International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation, Upton, (New York, 1994, July 18-22). ThE14.

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kohagura et al.: "Detection Characteristics of an Ultra-Low-Energy-Measurable Pure-Germanium Detector for a Pulse-Height-Analysis and a Current-Mode Observation in the 100-eV Photon-Energy Region" Proc.International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation, Upton, (New York, 1994, July 18-22). ThE16.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Observation of X-ray Energy Responses of Silicon Semiconductor Detectors and Their New Three-Dimensional Theoretical Model" Proc.6th International Symposium on Radiation Physics, Rabat, (Morocco, 1994, July 18-22). 70

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirata et al.: "Plasma Electron Diagnostics Using Semiconductor X-ray Detectors Designed by a New Theory on the X-ray Responses" Proc.6th International Symposium on Radiation Physics, Rabat, (Morocco, 1994, July 18-22). 114

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kohagura et al.: "Verification of a New Three-Dimensional Charge Diffusion Effest on the X-ray Responses of Multichannel Semiconductor-Detector Arrays" Proc.6th International Symposium on Radiation Physics, Rabat, (Morocco, 1994, July 18-22). 134

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: " New Findings of X-ray Energy Responses of Silicon Surface Barrier Detectors and Their Generalized Theoretical Extension to X-ray Responses of Position Sensitive Detectors" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A 348. 475-478 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Experimental Verification and Extension of a New Theory on the X-ray-Energy Response of Semiconductor X-ray Detectors Along with Its Applications for Upgraded Detector Fabrications and the Observations of Plasma-Electron Temperatures in the Range from 10eV to 100keV" Journal of Plasma and Fusion Research. 71. 62-85 (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "X-ray diagnostic systems in the GAMMA 10 fandem mirra and new X-ray semiconductor-detector responses in the DIII-D fokamuk" Rev.Sci.Instrum. 66. 540-542 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Development and charaglerization of silicon semiconductor X-ray detectors for plasma diagnostics" Rev.Sci.Instrum. 66. 543-545 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 長 照二 他: "半導体X線計測器の感度理論の構築と拡張,ならびにX線検出器製作への応用とプラズマ電子温度計測への適用" プラズマ核融合学会誌. 71. 62-85 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "New findinge of X-ray energy responses of silicon surface barrier defectors and their generalized theoretical extension to x-ray responses of position sensitive defectors" Nucl.Instrum Methods in Physics Research. A 348. 475-478 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hirata et al.: "A Newly Developed Multilayer Semiconductor X-ray Detector for the Observations of Wide Energy-Rumpe X-rays" Reu.Sci.Instrum.66(in press)(2月号). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Experimental Verification of the three-Dimensional Diffusion Effect of X-ray-Produced Charges in Semiconductor X-ray-Defectors on the Quantum-Efficiency Enhancement" Reu.Sci.Instrum.66(in press)(2月号). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "New findings of X-ray energy responses of silicon surface barrier detectors and their generalized theoretical extention to X-ray responses of position sensitive detectors" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (印刷中). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Relation between electron-velocity distribution functions and potential formation" Proc.International Conference on Open Plasma Confinement System for Fusion(Invited Paper)〔World Scientific Publishing Co.刊〕. (印刷中). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Evidence against existing X-ray-energy response theories for silicon surface barrier semiconductor detectors" Physical Review A. 46. 3024-3027 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "X-ray studies of various shapes of electron-velocity distribution functions and of electron confinement affected by kilovolt-range electrostatic potentials" Physical Review A. 45. 2532-2545 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "A theory on the X-ray sensitivity of a silicon funface barrier detector including a thermal charge diffusion effect" Journal of Applied Physics. 72. 3363-3373 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "X-ray detetor characterization and applications for plasma research" Nuclear Instruments and Method in Physics Research B. 66. 485-491 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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