シングルイオン検出のための可視光計測技術の開発

Development of visible photon observation technique for single-ion detection

Yokoyama, Akihito; Kada, Wataru; Sato, Takahiro; Koka, Masashi; Yamamoto, Shunya; Kamiya, Tomihiro; Yokota, Wataru

本研究では、-Al $_{2}$ O $_{3}$ にCを添加したAl $_{2}$ O $_{3}$ :Cの極めて高感度な輝尽発光特性に着目し、1個のイオンに対して十分な発光強度を有する炭素濃度のAl $_{2}$ O $_{3}$ :Cと、これを用いたリアルタイム照射位置検出システムの開発を目的とした。また金属酸化物内の結晶構造や化学形態の分析するために、荷電粒子誘起発光(Ion Beam Induced Luminescence: IBIL)分析システムを開発した。イオン注入により製作したAl $_{2}$ O $_{3}$ :Cに3MeV-Ni $^{+}$ を照射することにより誘起される発光では、1層より2層注入の方が発光が強かった。これは素子の蛍光に必要なエネルギーはそれぞれ素子に付与されたと考えられるが、1層のものは発光層の厚さが充分ではなかったためであると推察できる。一方、Al $_{2}$ O $_{3}$ :Cの輝尽発光の検出には至らなかったが、体積あたりのCイオンの注入量が多過ぎたことによる析出や、注入後のアニール温度やその時間が最適ではなかったことなどが考えられる。IBIL分析システムでは、3MeV-H $^{+}$ の照射により誘起された各種シンチレータの発光やエアロゾルに含まれたシリコンの発光スペクトルを測定できた。集光効率などの改善は必要とされるが、本システムを利用した元素の化学形態のイメージングが可能であることを確認した。

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使用言語	:	Japanese
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発表会議名	:	第6回高崎量子応用研究シンポジウム
開催年月	:	2011/10
開催都市	:	高崎
開催国	:	日本
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使用施設	:	TIARA(イオン照射研究施設)
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登録番号 : BB20112221
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