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High-temperature operation of a radiation detector made of a type IIa diamond single crystal synthesized by a HP/HT method

高圧高温合成IIa型単結晶ダイヤモンドを用いた放射線検出器の高温動作特性

谷村 嘉彦; 金子 純一; 片桐 政樹; 池田 裕二郎; 西谷 健夫; 竹内 浩; 飯田 敏行*

Tanimura, Yoshihiko; Kaneko, Junichi; Katagiri, Masaki; Ikeda, Yujiro; Nishitani, Takeo; Takeuchi, Hiroshi; Iida, Toshiyuki*

高温高圧合成法によってつくられた高純度IIa型単結晶ダイヤモンドをもちいた放射線検出器を196$$^{circ}C$$までの高温環境下で動作させた。高温環境下で顕著化する漏れ電流を抑制するため、ショットキー電極とオーミック電極からなる表面障壁型構造をTiをもちいて実現した。I-V特性を25~200$$^{circ}C$$までの温度範囲で測定した結果、検出器は整流性を示し、高温環境下においても測定に必要な高電圧を検出器に印加可能であることがわかった。$$^{241}$$Amからの5.486MeV$$alpha$$線を測定した結果、人工ダイヤモンド放射線検出器が150$$^{circ}C$$程度の高温環境下でもエネルギースペクトロメータとして動作することを確認した。また検出器温度25$$^{circ}C$$で測定された5.486MeV$$alpha$$スペクトルと比較して、68$$^{circ}C$$で測定されたスペクトルはピーク位置が高エネルギー側にシフトし、エネルギー分解能も向上した。これは電荷キャリアである正孔に対する捕獲-再放出温度が温度上昇によって抑制され、電荷収集率が改善された結果である。また検出器温度が150$$^{circ}C$$をこえると電荷損失が顕著になり、196$$^{circ}C$$では分極現象によって測定を継続することができなかった。

no abstracts in English

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