Transmission charged-particle detectors using CVD diamond thin film for single ion hit measurement

シングルイオンヒット計測のためのCVDダイヤモンド薄膜を利用した透過型荷電粒子検出器

加田 渉; 佐藤 隆博; 牧野 高紘; 小野田 忍; 江夏 昌志; 大島 武; 神谷 富裕; Grilj, V.*; Skukan, N.*; Jaksic, M.*

Kada, Wataru; Sato, Takahiro; Makino, Takahiro; Onoda, Shinobu; Koka, Masashi; Oshima, Takeshi; Kamiya, Tomihiro; Grilj, V.*; Skukan, N.*; Jaksic, M.*

数100MeV級重イオンの個別照射(シングルイオンヒット)の位置を高精度に評価できるリアルタイム検出技術として、透過型粒子検出器の開発を行った。現装置で高エネルギー重イオン大気取出窓材料として用いられている窒化ケイ素薄膜と同等の機械的強度を持ち、同時に検出器材料として利用できる50mまでの膜厚の多結晶及び単結晶CVDダイヤモンド薄膜を利用し2種類の透過型検出器を開発した。 線源及びマイクロビームラインを用いた照射環境においてMeV級の高エネルギーイオンの透過で薄膜内部に生成される電子正孔対を計測することで、開発された透過型薄膜ダイヤモンド検出器を評価した。

Transmissive particle detectors using thin-film diamond were newly developed for the individual detection of single-hit of heavy ions. Two type of the detectors were developed using poly- and single-crystalline diamond films with thickness of upper 50 m, which could be alternative candidate material of beam-extraction window. The detectors were irradiated at off- and on-line environment using alpha-particle sources and microbeam lines of two tandem accelerators placed at TARRI, JAEA and RBI. From point of view in the response of energy spectrum and detection efficiency, it was experimentally examined that the thin-film of single-crystalline diamond was well respond to the irradiation of single ions with energy of several MeV.