2020 Fiscal Year Annual Research Report
レドックス型固体電離箱の探求と無給電ワイヤレス放射線センサーへの応用
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18H01480
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
中岡 俊裕 上智大学, 理工学部, 教授 (20345143)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 放射線センサ / 異常拡散 / 電気化学反応 / カルコゲナイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度に、メカニズム解明として，Ag拡散に伴う新規なAg2Teナノ構造の形成，放射線照射以前から存在するready-madeイオンの観測，定量化などの結果を得た。2年目は，放射線センサのリアルタイムセンシングを素子構造を変えながら実証し，さらに，in-situでの複素インピーダンス測定，cyclic voltammetry測定を実施した。
本年度は，素子構造依存性など引き続き探求するとともに，初年度，2年度の知見とあわせてモデルを構築し，論文にまとめた（H. Park, T. Nakaoka et al., SN Applied Sciences 2, 2111/1-11 (2020)）。サイクリックボルタンメトリーによりγ線照射時にキャリア形成に加えてAgのイオン伝導に伴うファラデー電流を観測した。抵抗変化および複素インピーダンスの変化は，以下のモデルで説明できた。γ線照射により荷電欠陥が生成され，さらに導電性領域を形成するAg拡散時にも荷電欠陥生成が生じる。励起されたキャリアの荷電欠陥へのトラップにより，複素インピーダンスにおける早い変化，導電性領域の変化により遅い抵抗変化を説明できた。
さらに，本素子の無給電抵抗変化型である利点を生かして，アクティブ型のワイヤレス検出を実証し，本Ag-GeTe放射線センサーの有望性を示した。素子は2 kGy/hの高線量率下に設置した。本素子は抵抗変化型であり無給電で動作する。バッテリーなどは不要であるので放射線耐性が高く，駆動時間の制限がなく，メンテナンスにも有利である。本研究は最初のデモンストレーションであるため無線部分は既存のアクティブ型を用いた。ワイヤレス検出として，現行の無線LAN帯と同じ2.4GHzの既存アンテナを用いて，送受信距離3.5 mのアクティブタイプのワイヤレスセンサーを試作し，動作を実証した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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