レーザー駆動量子ビーム照射場を用いた半導体デバイス用宇宙線影響評価手法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K13410
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 渡辺 幸信 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (30210959)
• 連携研究者: 榊 泰直 量子科学技術研究開発機構, 量子ビーム科学研究部門, 上席研究員 (00354746) ; 西内 満美子 量子科学技術研究開発機構, 量子ビーム科学研究部門, 上席研究員 (70391315)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: レーザー駆動イオン加速 / 宇宙線環境 / 半導体デバイス / 照射効果 / トムソンパラボラ分光器 / イメージングプレート / 機械学習 / 粒子・重イオン輸送シミュレーション / 量子ビーム / イオン計測システム

研究成果の概要

レーザー加速粒子ビームを宇宙機搭載電子デバイスの宇宙線影響研究に応用することを目指し、レーザー加速イオンの計測システムと半導体素子の照射影響シミュレーション手法の開発を行った。加速イオンの計測・診断用にトムソンパラボラ分光器とイメージングプレート(IP)を組み合わせたエネルギー分布計測系を設計・製作し、関西光科学研究所J-KAREN-P施設において発生イオンのエネルギー分布測定に適用した。また、機械学習法を用いたIP画像データ解析用自動イオン種分類法を開発した。さらに、PHITSコードを用いた照射影響シミュレーション手法が、メモリ素子の陽子誘起ビット情報反転率の推定に適用できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Ion Acceleration Experiment with the High Intensity, High Contrast J-KAREN-P Laser System (2018)
  • 著者名/発表者名: Mamiko NISHIUCHI,Hiromitsu KIRIYAMA, Hironao SAKAKI, Nicholas P. DOVER, Kotaro KONDO, Takumi MIYAHARA, James KOGA, Alexander S. PIROZHKOV, Akito AGISAKA, Yuji FUKUDA, Koichi OGURA, Yukinobu WATANABE, Masaki KANDO, Kiminori KONDO
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 46
  • NAID: 130007957819
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The effect of laser contrast on generation of highly charged Fe ions by ultra-intense femtosecond laser pulses (2017)
  • 著者名/発表者名: A.Ya. Faenov, M.A. Alkhimova, T.A. Pikuz, I.Yu. Skobelev, M. Nishiuchi, H. Sakaki, A. S. Pirozhkov, A. Sagisaka, N. P. Dover, Ko. Kondo, K. Ogura, Y. Fukuda, H. Kiriyama, A. Andreev, K. Nishitani, T. Miyahara, Y. Watanabe, S. A. Pikuz Jr., M. Kando, R. Kodama, K. Kondo
  • 雑誌名: Applied Physics B 巻: 123 号: 7 ページ: 197-197
  • DOI: 10.1007/s00340-017-6771-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Towards a novel laser-driven method of exotic nuclei extraction-acceleration for fundamental physics and technology (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Nishiuchi, H. Sakaki, T. Zh. Esirkepov, K. Nishio, T. A. Pikuz, A. Ya. Faenov, I. Yu. Skobelev, R. Orlandi, A. S. Pirozhkov, A. Sagisaka, K. Ogura, M. Kanasaki, H. Kiriyama, Y. Fukuda, H. Koura, M. Kando, T. Yamauchi, Y. Watanabe, S. V. Bulanov, K. Kondo, K. Imai and S. Nagamiy
  • 雑誌名: Plasma Physics Reports 巻: 42 号: 4 ページ: 327-337
  • DOI: 10.1134/s1063780x1604005x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 輝尽性蛍光体検出器のLET依存性を利用したイオン核種弁別法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 榊泰直, 西内満美子, ドーバー ニコラス ピーター, 近藤康太郎, 岩田佳之, 宮原 巧, 渡辺幸信, 神門正城, 近藤公伯
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 超高強度高コントラストJ-KAREN-Pによるイオン加速実験の現状とその応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西内満美子, 榊 泰直, ドーバー ニコラス ピーター, 近藤康太郎, 桐山博光, コーガ ジェームズ, 渡辺幸信, 神門正城, 近藤公伯, 畑 昌育, 岩田 夏弥, 千徳 靖彦
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 輝尽性蛍光体検出器によるレーザー駆動イオンビーム診断系の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮原 巧、渡辺幸信、西内満美子、榊泰直、DOVER Nicholas、近藤康太郎、福田祐仁
  • 学会等名: 日本原子力学会九州支部第36回研究発表講演会
• [学会発表] 輝尽性蛍光体検出器によるレーザー駆動イオンビーム診断系の開発 - 機械学習法でのイオン推定を目指して (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮原 巧、渡辺幸信、西内満美子、榊泰直、DOVER Nicholas、近藤康太郎、福田祐仁
  • 学会等名: ビーム物理研究会2017
• [学会発表] 超高強度高コントラストレーザーJ-KAREN-Pシステムによるレーザープラズマ相互作用およびイオン加速 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西内満美子, 桐山博光, ピロジコフアレキサンダー, 榊泰直, ドーバーニコラス, 匂坂明人, 近藤康太郎, 福田祐仁, 小倉浩一, 西谷勁太, 宮原 巧, 渡辺幸信, マリアアルキモバ, ファエノフアナトリー, ピクツタチアナ, 神門正城, 近藤 公伯
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
• [学会発表] J-KAREN-Pにおける高精度な荷電粒子計測について (2017)
  • 著者名/発表者名: 榊 泰直, 西内 満美子, ドーバー ニコラスピーター, 近藤 康太郎, 福田 祐仁, 桐山 博光, 西谷 勁太, 宮原 巧, ピロジコフ アレキサンダー, 匂坂 明人, 小倉 浩一, アルキモバ マリヤ, ファエノフ アナトリー, ピクツ タチアナ, 渡辺 幸信, 神門 正城, 近藤 公伯
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
• [学会発表] 超高強度レーザーJ-KAREN-Pによるイオン加速実験のリアルタイムレーザービームモニターの構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 近藤 康太郎, 西内 満美子, 桐山 博光, ピロジコフ アレキサンダー, 榊 泰直, ドーバー ニコラスピーター, 匂坂 明人, 福田 祐仁, 小倉 浩一, 西谷 勁太, 宮原 巧, 渡辺 幸信, アルキモバ マリヤ, ファエノフ アナトリー, ピクツ タチアナ, 神門 正城, 近藤 公伯
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
• [学会発表] J-KAREN-Pによるレーザ駆動イオン加速実験向けたトムソンパラボ分光器におけるキャリブレーショ手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西谷勁太, 榊 泰直, 西内満美子, ニコラスドー バー, 金 政浩, 渡辺 幸信, 福田祐仁, 神門正城, 近藤公伯
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東北学院大 泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 超高強度コントラスレー ザーJ-KAREN-Pシステムによるレーザープラズマ相互作用およびイオン加速 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西内満美子, 榊 泰直, ピロジコフアレキサンダー, 匂坂明人, 今 亮, 福田祐仁, 桐山博光, ニコラスドー バー, 小倉浩一, 西谷勁太, 渡辺 幸信, ファエノアナトリー, ピクツタチアナ, 長谷部裕雄, 奥野広樹, 神門正城, 近藤公伯
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東北学院大 泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19