研究課題
基盤研究(C)
ルチル型TiO_2薄膜は、TiO_2/セラミクス構造の界面相互作用により放射線感知が可能で検出器材料として有力であると報告されている。TiO_2薄膜が放射線センサー材料として十分な特性を持っているなら、現在使われている電離箱型やシンチレータ(固体・液体など)更にGM管のような放射線検出センサーの体積を大幅に縮小でき、また使用電圧の低電圧化等が行える事になると考えられる。特に、医療の分野における生体内埋め込み放射線センサーとして使用が可能なら放射線治療などの同時被爆線量管理に威力を発揮するものと考えられる。そこで申請者らは、TiO_2生成材料としてTiCl_4とO_2を考え、トライオード型プラズマCVD法によりTiO_2膜生成を試み、ルチル型膜生成が出来るかについて実験的に明らかにし、そのTiO_2膜を石英板、セラミック(アルミナ、ジルコニア)、Si基板面に成長させ、それぞれの材料基板に対してどのような堆積条件でルチル型薄膜が生成できるかについて実験を行った。更に、TiO_2膜/絶縁物(石英板、セラミック:数mm角)構造の放射線センサーとしての特性評価を行い、臨床に使用が可能であるかと言う所まで一連の研究を行った。TiO_2薄膜とセラミクス(アルミナ、石英)構造の作成試料において、膜厚1μm程度では、X線、γ線照射による出力信号が暗流に埋もれて放射線センサーとして働かないことがわかった。従って、この構造でTiO_2膜を数百nm厚にすることで暗流を減少させることができ、放射線信号が測定されセンサーとして動作することを確認した。この放射線センサーにγ線、X線の強度を変化させ信号強度を測定することでそれらに線形関係が得られ、放射線センサーとして有望であることが判った。また、TiO_2膜より暗流が少ないSiC膜を使うことでS/N比が大きいセンサーを作成することができることを見出した。
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