| 研究課題/領域番号 |
19KK0360
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
阿部 貴美 岩手大学, 理工学部, 助教 (20786420)
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| 研究期間 (年度) |
2020 – 2023
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
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| キーワード | 電子スピン共鳴 / シンチレーション放射線検出器 / 酸化亜鉛 / 光導電型紫外線センサ / イットリウムアルミニウムペロブスカイト / 光導電型UVセンサ / 溶融塩法 / ZnO単結晶 / YAP:Ceシンチレータ / ZnO-UVセンサ / ESR / 放射線検出器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、ZnO単結晶を用いたUVセンサとYAP:Ceシンチレータを組み合わせた「YAP:Ce/ZnOシンチレーション放射線検出器」の開発を、サスカチュワン大学との共同研究により加速し、小型・軽量・堅牢かつ放射線耐性の高い「シンチレーション放射線検出器」の実用化を目指すものである。本学では、ZnO単結晶を用いたUVセンサの高感度化に成功し、YAP:Ceシンチレータとの組み合わせにより放射線を検出可能なことを見出した。
本研究では、サスカチュワン大学と共同で放射線照射実験と結晶欠陥の解析を行い、ZnO単結晶やYAP材料及びこの検出器の諸特性や放射線耐性を明らかにし、実用化を推し進める。
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| 研究成果の概要 |
ZnO単結晶基板のA面、M面、C面基板に対して異なる線量のγ線を照射し、γ線照射前後のESR測定をしたところ、M面が高線量に対して耐性があることが確認された。UVセンサにおける300nm付近の光電流の増加は、基板表面のOHが原因であることがXPS測定より示唆された。
溶融塩法により合成したYAP:Ce粉末を紫外線透過樹脂と混合し、スピンコーターを用いてUVセンサ上にYAP:Ce膜を堆積して放射線検出器を作製し、X線によりその特性を評価した。その結果、X線管電流に対して光電流がおおよそ比例関係にあり、ZnO光導電型紫外線センサとYAP:Ce膜によってX線検出が可能であることを明らかとした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
溶融法による最適なCeドープ量のYAP:Ce粉末の合成条件を明らかにし、紫外線透過樹脂とYAP:Ce粉末を混合したYAP:Ce膜シンチレータを提案した。このYAP:Ce膜と光導電型ZnO紫外線センサを組み合わせた新たな構造の放射線検出器を作製し、X線に対して動作することを確認した。本検出器は小型で軽量、構造的に堅牢なことに加え、数ボルト程度の低電圧で動作可能であり、新たな放射線検出器の可能性を示した。
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