| 研究課題/領域番号 |
21K12532
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
金子 純一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90333624)
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| 研究分担者 |
人見 啓太朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60382660)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | TlBr / 半導体検出器 / 結晶育成 / 電極 / ドーピング / γ線 / エネルギースペクトル / 捕獲準位 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
全吸収ピークのみからなるγ線エネルギースペクトルをエネルギー分解能1%程度で簡便に
取得可能なγ線検出器を実現するため、高検出効率を誇るTlBr半導体検出器の電荷キャリア
輸送特性を改善する。電子、正孔それぞれに対する電荷捕獲準位を直接的に評価する手法を
構築し、他の評価法と合わせ、不純物除去、化学量論比制御、結晶性の高い単結晶育成、構
造欠陥を生じにくい検出器製作プロセスの開発にフィードバックする。
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| 研究成果の概要 |
TlBr結晶の合成雰囲気について各種ガスを検討した。特に腐食性の高いガスを安全かつ安定して試料合成雰囲気を、化学合成、調整した。作製したTlBr検出器からは、明確な662keVの全吸収ピークを得た。検出器の電極近傍での電荷蓄を抑制する方法としてドーピングによるオーミック電極の実現可能性を実験的に検証した。SrBr2をドーピング試料では5～8倍、PbBr2ドーピング試料では約3倍の電流を観測した。光照射I-V測定試験:TlBr結晶中の電荷キャリアの捕獲準位を同定するために光照射IV測定装置を製作した。TlBrのバンドギャップ2.68eVに相当する460nm付近での応答電流が確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PETやSPECTへの応用が期待されるTlBr半導体検出器の開発と電荷捕獲準位を同定する光I-V測定装置の開発を行った。TlBr単結晶工程の改良を進め、全吸収ピークを観測できる結晶の育成に成功した。また電極でのチャージアップを防ぐ方法として、ドーピングにかかわる実験を行い、いくつかの候補を発見し知財を申請した。さらに捕獲準位を同定する装置開発をを行い、初期的な測定に成功した。
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