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ボロンナノベルトによる放射線検出

Radiation detection using boron nanobelts

桐原 和大*; 川口 建二*; 清水 禎樹*; 佐々木 毅*; 越崎 直人*; 木村 薫*; 山田 洋一; 山本 博之; 社本 真一  

Kirihara, Kazuhiro*; Kawaguchi, Kenji*; Shimizu, Yoshiki*; Sasaki, Takeshi*; Koshizaki, Naoto*; Kimura, Kaoru*; Yamada, Yoichi; Yamamoto, Hiroyuki; Shamoto, Shinichi

われわれは、ボロンナノ構造体である単結晶ボロンナノベルト(BNB)を無触媒で作製し、ボロンの有する大きな熱中性子吸収断面積という特徴を活かし、他の半導体ナノワイヤでは実現不可能な、ナノスケール放射線センサの開発を目指している。熱酸化Si基板上に乗せた同位体濃縮BNB($$^{10}$$B, 99%)の両端に電子線リソグラフィーで微細電極を加工した後、原子炉JRR-3で、一定の電圧を印加しながら、中性子(線束10$$^{8}$$cm$$^{-2}$$ s$$^{-1}$$)照射時の電流変化を測定した。Cd板を介して中性子線を$$gamma$$線に変換して照射する実験も行った。その結果、中性子照射と$$gamma$$線照射のいずれの場合も同様に、照射時に約1時間かけて伝導率が約20%上昇し、照射後は同じ時間で元の値に減衰した。これらの結果は、$$gamma$$線による電気抵抗変化を検出していると思われる。さらに、中性子核変換数を5桁増やした中性子照射(線束3$$times$$10$$^{13}$$cm$$^{-2}$$ s$$^{-1}$$,照射時間6s)を、原子炉JRR-4で行った結果、BNBのコンダクタンスは、照射前より2$$sim$$8倍大きくなった。この増加は中性子核反応によるものであり、キャリアの移動度の増加が支配的要因である可能性が、電界効果特性から示唆された。

We discuss the effects of neutron and $$gamma$$-ray irradiation on electrical transport of single-crystalline boron nanobelts toward a nano-scale radiation sensor device. Changes of electrical conductance of individual nanobelt before and after thermal neutron irradiation with low (10$$^{8}$$ cm$$^{-2}$$ s$$^{-1}$$) or high (3$$times$$10$$^{13}$$ cm$$^{-2}$$ s$$^{-1}$$) flux are presented.

使用言語

 :

Japanese

掲載資料名

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巻

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号

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ページ数

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発行年月

 :

発表会議名

 :

ナノ学会第5回大会

開催年月

 :

2007/05

開催都市

 :

つくば

開催国

 :

日本

キーワード

 :

no keyword

特許データ

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使用施設

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JRR-3M(研究炉3)  

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