レーザ励起による焦電体からの電子放出と微小Ｘ線源への応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360022
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 高井 幹夫 大阪大学, 極限量子科学研究センター, 名誉教授 (90142306)
• 研究分担者: 若家 冨士男 大阪大学, 極限量子科学研究センター, 准教授 (60240454) ; 阿保 智 大阪大学, 極限量子科学研究センター, 助教 (60379310)
• 連携研究者: 石田 稔幸 アドテックサイエンスリサーチ
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 微小Ｘ線源 / 焦電体 / 分極 / 焦電係数 / レーザ励起 / 電子放出 / Ｘ線分析応用 / Ｘ線2次元イメージング

研究概要

焦電体結晶の自己分極をレーザ光により制御し、高電圧の発生と表面補償電荷の放出を利用した電子源の開発、および対向電極を用いた微小X線源への応用を試みた。焦電効果の制御にレーザ光を用いることで、X線源の小型化、高速化、低消費電力化を可能とし、光ファイバーと同時に用いることで内視鏡への組み込みも可能となる。
0.89 WのNd:YLFレーザ光の結晶への照射では、最大234 MBq、平均78 MBqのX線量を得た。また、5 Wのファイバーレーザ光では、最大線量が9.8倍、平均線量が3.2倍となった。また、内視鏡への組み込みのためのX線ヘッドの構造設計を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of electron focusing in x-ray source using LiTaO_3 crystals excited by neodymium-doped yttrium lithium fluoride laser light (2014)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Nakahama, Michiaki Takahashi, Satoshi Abo, Fujio Wakaya, and Mikio Takai
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Science & Technology B 巻: Vol. 32 ページ: 02B108-1-5
  • DOI: 10.1116/1.4864307
  • 査読あり
• [雑誌論文] 赤外レーザ励起による焦電結晶からの電子放出とX線源への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿保 智、中浜 公介、高橋 理明、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 雑誌名: 信学技報(IEICE Technical Report) 巻: Vol.113 ページ: 41-45
  • URL: http://www.ieice.org/ken/paper/20131023vBg8/
• [雑誌論文] Development of a tiny X-ray source controlled by laser light for medical application (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikio Takai, Kosuke Nakahama, Eiichi Kaga, Toshiya Kisa, Satoshi Abo, Fujio Wakaya
  • 雑誌名: Technical Digest of 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference (IEEE Catalog No. CFP12VAC-PRT) ページ: 68-69
• [雑誌論文] Electron emission from LiTaO_3 crystal excited by Nd;YLF laser light and its X-ray source application (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Nakahama, Eiichi Kaga, Toshiya Kisa, Satoshi Abo, Fujio Wakaya, Mikio Takai
  • 雑誌名: Technical Digest of 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference (IEEE Catalog No. CFP12VAC-PRT) ページ: 44-45
• [雑誌論文] Electron emission from LiTaO_3 and LiNbO_3 crystals excited by Nd:YLF laser light and its X-ray source application (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Kaga, T.Kisa, K.Nakahama, S.Abo, F.Wakaya, M.Takai
  • 雑誌名: Proceedings of the 24th International Vacuum Nanoelectronics Conference ページ: 109-110
• [学会発表] Nd:YLF レーザ励起による焦電結晶からの電子放出とX 線源への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿保 智、上里 鷹寛、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 第11回真空ナノエレクトロニクス シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪府大阪市)
  • 年月日: 20140305-06
• [学会発表] 赤外レーザ励起による焦電結晶からの電子放出とX線源への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿保 智、中浜 公介、高橋 理明、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 電子情報通信学会 電子デバイス研究会
  • 発表場所: 北海道大学エンレイソウ(北海道札幌市)
  • 年月日: 20131022-23
• [学会発表] Electron emission from pyroelectric crystals excited using laser light and its X-ray source application (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Abo, Kosuke Nakahama, Michiaki Takahashi, Fujio Wakaya, and Mikio Takai
  • 学会等名: The 5^<th> Japan-Korea Vacuum Nanoelectronics Symposium
  • 発表場所: Hana square, Korea University, Seoul, Korea
  • 年月日: 20131004-05
• [学会発表] Effect of electron focusing in X-ray source using LiTaO3 crystal excited by Nd : YLF laser light (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Nakahama, M.Takahashi, S.Abo, F.Wakaya, M.Takai
  • 学会等名: The 26th International Vacuum Nanoelectronics Conference
  • 発表場所: Hotel Roanoke, V.A., USA
  • 年月日: 20130708-12
• [学会発表] LiTaO_3/LiNbO_3 の焦電効果を使ったX 線発生 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿保 智、中浜 公介、加賀 英一、木佐 俊哉、高橋 理明、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 2013年度 第3回光材料・応用技術研究会
  • 発表場所: 関西セミナーハウス(京都府京都市)
  • 年月日: 2013-11-15
• [学会発表] レーザ励起によるLiTaO_3 からの電子放出とX 線源への応用(III) (2012)
  • 著者名/発表者名: 中浜 弘介、加賀 英一、木佐 俊哉、阿保 智、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学(愛媛県松山市)
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] Development of a tiny X-ray source controlled by laser light for medical application (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikio Takai, Kosuke Nakahama, Eiichi Kaga, Toshiya Kisa, Satoshi Abo, Fujio Wakaya
  • 学会等名: The 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency Jeju Hotel, Jeju, Korea
  • 年月日: 20120709-13
• [学会発表] Electron emission from LiTaO_3 crystal excited by Nd;YLF laser light and its X-ray source application (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Nakahama, Eiichi Kaga, Toshiya Kisa, Satoshi Abo, Fujio Wakaya, Mikio Takai
  • 学会等名: The 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency Jeju Hotel, Jeju, Korea
  • 年月日: 20120709-13
• [学会発表] 周期的なレーザ照射によるLiTaO_3 からの電子放出とX 線源への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中浜 弘介、加賀 英一、木佐 俊哉、阿保 智、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス(東京都)
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] CNT電子源およびレーザー励起焦電体を用いたX 線源の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 真鍋 知弥、加賀 英一、阿保 智、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 第9回真空ナノエレクトロニクスシンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪府)
  • 年月日: 20120305-06
• [学会発表] レーザ誘起焦電結晶からの電子放出とX線源への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加賀 英一、中浜 弘介、木佐 俊哉、阿保 智、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 電子情報通信学会 電子デバイス研究会
  • 発表場所: 八戸ポータルミュージアム「はっち」(青森県)
  • 年月日: 20111020-21
• [学会発表] 赤外レーザ励起によるLiNbO_3 とLiTaO_3からの電子放出とX 線源への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中浜 弘介、加賀 英一、木佐 俊哉、阿保 智、若家 冨士男、高井 幹夫
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス(山形県)
  • 年月日: 20110829-0902
• [学会発表] Electron emission from Pyroelectric crystals excited by Nd:YLF laser light and their X-ray source application (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Kaga, K.Nakahama, T.Kisa, S.Abo, F.Wakaya and M.Takai
  • 学会等名: The 3rd Japan-Korea Vacuum Nanoelectronics Symposium
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20110826-28
• [学会発表] Electron emission from LiTaO_3 and LiNbO_3 crystals excited by Nd : YLF laser light and their X-ray source application (2011)
  • 著者名/発表者名: Eiichi Kaga, Toshiya Kisa, Kosuke Nakahama, Satoshi Abo, Fujio Wakaya and Mikio Takai
  • 学会等名: 24th International Vacuum Nanoelectronics Conference
  • 発表場所: Wuppertal, Germany
  • 年月日: 20110718-22