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高エネルギーイオン大気取出し窓兼位置敏感型検出器としてのダイヤモンド薄膜の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26249149
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関群馬大学 (2015-2016)
独立行政法人日本原子力研究開発機構 (2014)

研究代表者

神谷 富裕  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70370385)

研究分担者 鹿田 真一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 総括研究主幹 (00415689)
加田 渉  群馬大学, 理工学研究院, 助教 (60589117)
大島 武  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員(定常) (50354949)
連携研究者 佐藤 隆博 (小野田 忍)  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 上席研究員 (10370404)
杢野 由明  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクスセンター, チーム長 (60358166)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)
2016年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2015年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2014年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
キーワードダイヤモンド検出器 / ダイヤモンド薄膜 / 大気取出し窓兼イオン位置検出器 / 高エネルギーイオン / IBIC / ワイドバンドギャップ / 位置敏感型 / 位置敏感型検出器 / マイクロビーム
研究成果の概要

高エネルギーイオンの大気取出し窓兼イオン位置検出器として、単結晶ダイヤモンド薄膜による新奇透過型位置敏感型検出器の開発を行った。試験素子を作成しイオンビーム誘起電荷(IBIC)あるいはその時間応答(QTS)の計測により総合的な特性評価を行った。まずIBIC計測によりイオンの入射位置に依存する出力信号を観察した。加えて信号強度の照射量の増加に伴う劣化特性において実験と計算とを対比し、新たな劣化パラメータを提案した。また、単結晶ダイヤモンドの半導体としての電気的活性について、QTSにより検証した。加えてイオン照射が誘起するアバランシェ効果による生成電荷増幅という現象を新たに確認した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Ruder Boskovic Institute(クロアチア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] CEA/LIST(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Transient current induced in thin film diamonds by swift heavy ions2017

    • 著者名/発表者名
      S.Sato, T.Makino, T.Ohshima, T.Kamiya, W.Kada, O.Hanaizumi, V.Grilj, N.Skukan, M.Pomorski, G.Vizkelethy
    • 雑誌名

      Diamond & Related Materials

      巻: 75 ページ: 161-168

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2017.04.005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge multiplication effect in thin diamond films2016

    • 著者名/発表者名
      50.N. Skukan, V. Grilj, I. Sudic;, M. Pomorski, W. Kada, T. Makino, Y. Kambayashi, Y. Andoh, S. Onoda, S. Sato, T. Ohshima, T. Kamiya and M. Jaksic;,
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 109 号: 4 ページ: 043502-043502

    • DOI

      10.1063/1.4959863

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of electrically-active deep levels in single-crystalline diamond by particle-induced charge transient spectroscopy,2016

    • 著者名/発表者名
      45.W. Kada, Y. Kambayashi, Y. Ando, S. Onoda, H. Umezawa, Y. Mokuno, S. Shikata, T. Makino, M. Koka, O. Hanaizumi, T. Kamiya, T. Ohshima
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 372 ページ: 151-155

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2015.12.044

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The evaluation of radiation damage parameter for CVD diamond2016

    • 著者名/発表者名
      44.V. Grilj, N. Skukan, M. Jaksic;, M. Pomorski, W. Kada, T. Kamiya, and T. Ohshima
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 372 ページ: 161-164

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2015.12.046

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of microbeam technology to expand applications at TIARA2015

    • 著者名/発表者名
      T.Kamiya, T.Satoh, M.Koka, W.Kada,
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 348 ページ: 4-7

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2014.12.047

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of diagnostic method for deep levels in semiconductors using charge induced by heavy ion microbeams2015

    • 著者名/発表者名
      41.W. Kada, Y. Kambayashi, N. Iwamoto, S. Onoda, T. Makino, M. Koka, T. Kamiya, N.Hoshino, H. Tsuchida, K. Kojima, O. Hanaizumi, and T. Ohshima
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 348 ページ: 240-245

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2014.12.054

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge Collection Characteristics of A Super-Thin Diamond Membrane Detector Measured With High-Energy Heavy Ions2014

    • 著者名/発表者名
      N.Iwamoto, T.Makino, W.Kada, N.Skukan, M.Pomorski, V.Grilj, M.Jaksic, S.Onoda, T.Ohshima, T.Kamiya
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE

      巻: 61 号: 6 ページ: 3732-3738

    • DOI

      10.1109/tns.2014.2360937

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous observation of polarization effects in thin SC-CVD diamond detector designed for heavy ion microbeam measurement2014

    • 著者名/発表者名
      W.Kada, N,Iwamoto, T.Satoh, S.Onoda, V.Grilj, N.Skukan, M. Koka, T.Ohshima, M.Jaksic, T.Kamiya,
    • 雑誌名

      NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS

      巻: 331 ページ: 113-116

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.11.040

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ダイヤモンドの高速重イオン誘起過渡電流測定とポーラ リゼーション効果2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 真一郎 , 牧野 高紘 , 大島 武 , Vizkelethy Gyorgy , 神谷 富裕
    • 学会等名
      第64回応用物理春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Transient Current Induced in Thin Film Diamonds by Swift Heavy Ions2016

    • 著者名/発表者名
      S-I. Sato, T. Makino, T. Ohshima, T. Kamiya, W. Kada, V. Grilj, N. Skukan, M. Jaksic, M. Pomorski, G. Vizkelethy
    • 学会等名
      27th International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 発表場所
      Le Corum, Montpellier, France
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of radiation detector based on CVD diamond membrane with embedded living-cell cultivation environment,2016

    • 著者名/発表者名
      2.W. Kada, M. Sakai, M. Pomorski, N. Skukan, T. Makino, M. Jaksic;, S. Onoda, T. Ohshima,T. Kamiya, and O. Hanaizumi,
    • 学会等名
      The 12th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring(IWIRM)
    • 発表場所
      大洗パークホテル
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Deep Levels in Diamond based Radiation Detector by Transient Charge Spectroscopy with Focused Heavy Ion Microbeam2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ando, Y. Kambayashi, W. Kada, S. Onoda, T. Makino, S. Sato, H. Umezawa, Y. Mokuno, S. Shikata, O. Hanaizumi, T. Kamiya and T. Ohshima
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2015)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of diamond membrane detector aiming at highly-efficient and position-sensitive particle detection for ion beam applications2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kamiya, W. Kada, Y. Kambayashi, T. Makino, S. Onoda, T. Ohshima, N.Iwamoto, S. Shikata, Y. Mokuno, H. Umezawa, M. Pomorski, V. Grilj, N.Skukan, and M. Jakšić
    • 学会等名
      22nd International Conference on Ion Beam Analysis(IBA2015)
    • 発表場所
      Opatija, Croatia
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of single ion detection technique for microbeam applications2014

    • 著者名/発表者名
      Tomihiro Kamiya, Takahiro Satoh, Masashi Koka, Shinobu Onoda, Takeshi Ohshima, Takahiro Makino, Wataru Kada, Veljko Grilj,
    • 学会等名
      8th International Symposium on BioPIXE
    • 発表場所
      クロアチア、ブレッド、ホテルゴルフ
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transmission diamond membrane detector and vacuum window for external microbeams2014

    • 著者名/発表者名
      N.SKUKAN, W.KADA, N. IWAMOTO, T.KAMIYA,M. Jakšić, T.OHSHIMA, V.GRILJ, M.POMORSKI,
    • 学会等名
      14th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications
    • 発表場所
      イタリア、パドバ、パドバ大学及びサンガエターノ文化センター
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of Diagnostic Method for Deep Levels in Semiconductors using Charge Induced by Heavy Ion2014

    • 著者名/発表者名
      T.OHSHIMA, N. IWAMOTO, M.KOKA,S.ONODA, T. MAKINO, T. KAMIYA, W.KADA, Y.KANBAYASHI, N. HOSHINO, H.TSUCHIDA, K. KOJIMA,
    • 学会等名
      14th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications
    • 発表場所
      イタリア、パドバ、パドバ大学及びサンガエターノ文化センター
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Deep Levels in Silicon Carbide using Ion-Induced Charge Transient Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      W.KADA, S. ONODA, N.IWAMOTO, N.HOSHINO, H.TSUCHIDA, T.MAKINO, Y.KANBAYASHI, O.HANAIZUMI, M. KOKA,T. KAMIYA, T.OHSHIMA,
    • 学会等名
      14th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications
    • 発表場所
      イタリア、パドバ、パドバ大学及びサンガエターノ文化センター
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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