新世代化合物半導体による放射線検出器の開発研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540292
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 成田 晋也 岩手大学, 工学部, 准教授 (80322965)
• 連携研究者: 山田 省二 北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 教授 (00262593)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 半導体検出器 / 放射線計測 / 放射線損傷 / 窒化ガリウム / 酸化亜鉛

研究概要

本研究では、代表的な新世代化合物半導体である窒化ガリウム(GaN)および酸化亜鉛(ZnO)を材料とした放射線検出器の開発を行った。実験では、これらの材料によって、検出器の基本素子となるダイオードを作製し、各種電気特性や粒子線入射に対する検出性能を評価した。その結果、α線やX線に対する高感度センサの開発に成功した。また、素子への陽子線照射による影響を評価したところ、照射量10^<15>p/cm^2程度までは、大きな劣化は観られず、これらの材料の放射線損傷に対する高い耐性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication and characterization of a ZnO X-ray sensor using a high-resistivity ZnO single crystal grown by the hydrothermal method (2011)
  • 著者名/発表者名: Haruyuki Endo, Tetsuya Chiba, Kazuyuki Meguro, Kyo Takahashi, Mitsuru Fujisawa, Shigeki Sugimura, Shinya Narita, Yasube Kashiwaba, Eiichi Sato
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods A 巻: 655 ページ: 15-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Radiation Sensor Based on Pt/ZnO Schottky Diode (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Narita, Y. Nishibori, H. Naito, H. Ito, H. Endo, T. Chiba, Y. Sakemi, M. Itoh, and H. Yoshida
  • 雑誌名: 2011 IEEE NSS-MIC Conference Record ページ: 1729-1729
• [雑誌論文] Proton Irradiation Effects for GaN Schottky Diode (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Narita, D. Ichinose, Y. Nishibori, T. Hitora, E. Yamaguchi, Y. Sakemi, T. Itoh, H. Yoshida
  • 雑誌名: CYRIC ANNUAL REPORT ページ: 25-29
• [雑誌論文] Evaluation of Radiation Hardness for Nitride Semiconductor (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Narita, Y. Chiba, D. Ichinose, T. Hitora, E. Yamaguchi, Y. Sakemi, T. Itoh, H. Yoshida
  • 雑誌名: CYRIC ANNUAL Report ページ: 56-60
• [学会発表] Development of Radiation Sensor Based on Pt/ZnO Schottky Diode (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Narita, Y. Nishibori, H. Naito, H. Endo, T. Chiba, Y. Sakemi, M. Itoh, H. Yoshida
  • 学会等名: 2011 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] 窒化物半導体によるダイオード素子の特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西堀義美,内藤裕貴,一瀬大介,成田晋也,山田弘,人羅俊実,山口栄一,山田省二
  • 学会等名: 平成22年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 八戸工業大学
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] 陽子線照射によるIII族窒化物半導体の放射線耐性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 一瀬大介、成田晋也、西堀義美、山田弘、人羅俊実、山口栄一、酒見泰寛、伊藤正俊、吉田英智
  • 学会等名: 平成21年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 東北文化学園大学
  • 年月日: 2009-08-21