研究課題
医療、宇宙、原子力分野で求められる生物細胞や半導体素子等への局所的イオン照射効果の研究に用いる核子当りMeVを超える高エネルギーイオンの大気中照射において、大気取出し窓兼イオン位置検出器の材料として、ワイドバンドギャップ半導体の特性を有するダイヤモンドに着目し、単結晶ダイヤモンド薄膜によるイオン照射に対する高空間分解能・高感度な新奇透過型位置敏感型検出器の実現を目指した。本研究では、実際にCVD法により作成された単結晶ダイヤモンド膜から試験素子を作製し、主に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。イオンビームの大気取り出し窓を兼ねたダイヤモンド薄膜による単一イオン検出に成功した次の段階としてダイヤモンド膜上部表面にダイヤモンド用炭素（DLC）被覆を作成した検出器を作成し、予備的な位置検出素子のIBICイメージングによりイオンの入射位置に依存する出力信号を観察することに成功した。イオン検出信号強度の照射量の増加に伴う劣化特性において測定結果と理論的な計算とを対比し、新たな劣化パラメータを提案した。一方、使用した高抵抗単結晶ダイヤモンドの深い準位の電気的活性について、QTSによりダイヤモンド結晶におけるホウ素受容体の活性化エネルギーに相当するエネルギー順位が検出された。またこの方法がダイヤモンドの未知の深い準位評価に有効な候補であることが示唆された。さらにダイヤモンド放射線検出器でのイオン検出におけ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。この結果はダイヤモンドがワイドバンドギャップである故の電荷生成量の不足を補う可能性をもつものと考えられた。今後は、これらの結果を踏まえて多重の微細電極配置の薄膜検出器を開発しイオンマイクロビーム装置を使用した実験を通じて位置検出精度の向上を図る計画である。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2017 2016
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