| 研究概要 |
昨年に続いて直径12mmφ,厚さ100μmのSi-SSD半導体素子を照射試料に核融合中性子照射効果とその感受性について調べた。照射実験の結果,試料の漏れ電流が中性子フルエンスに比例して増加した。DT及びDD中性子による漏れ電流増加率はそれぞれ電位体積当たり3〜4×10^<-7>nA/cm,1〜2×10^<-7>nA/cmであった。また,漏れ電流増加に関するDT-DD中性子損傷相関係数は2.2〜2.4であった。Si-SSD試料の中性子応答電荷スペクトルデータをもとに,荷電粒子輸送コードTR1Mで計算した原子弾き出しについての損傷相関係数は2.3〜2.5となり,実験値とほぼ一致することがわかった。このことは,Si-SSD素子の中性子照射損傷(漏れ電流の増加)が原子の弾き出し効果に強く関係し,またエネルギーの異なる中性子による損傷についても原子の弾き出しの計算によって損傷の予測や評価ができることを意味している。また、この結果は,同様の原理に基づく他のSi半導体素子の核融合中性子損傷の推定や評価にも十分適用できると考えられる。
同素子の逆バイアス状態でのインピーダンス測定より、同素子の電気的特性は、空乏層領域に対する高抵抗R,静電容量C,そしてn型Si結晶バルクに対する低抵抗γで表わされることがわかった。そして中性子照射によってRは減少し,γは増加し、Cが低周波数領域では増加し,高周波数領域では減少することがわかった。このインピーダンス変化はコール・コールの円弧則を満足せず,有極性液体の電気的特性の傾向を示した。つまり,配向分極によってある周波数領域の交流電場によって異常分散及び吸収を引き起こしている。もし,分極が起こっているとすると,中性子照射によって生成された欠陥が集合して分極を生じさせるような構造に変化していることが,考えられる。昨年もほぼ同様の実験結果を得ているが,さらに詳しい測定が必要である。
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