Single crystal CVD diamond detector for charged particle detection

単結晶CVDダイヤモンドを用いた荷電粒子検出器の動作特性に関する研究

佐藤 優樹  

Sato, Yuki

化学気相成長法により育成した人工単結晶ダイヤモンドを用いて荷電粒子検出器を製作し、加速器から得られるイオンビームを検出器に入射してその検出器特性を調査した。調査した項目は、エネルギー分解能、高速応答性能(時間分解能)、放射線耐久性の3点である。検出器固有のエネルギー分解能は5.486MeV-粒子に対して、約0.4(FWHM)とSi表面障壁型検出器に匹敵する性能を示し、Amから放出される4つのエネルギー(5.389, 5.443, 5.486及び5.545MeV)の粒子の観測ができた。また、重イオンビームに対して、約30psの高速な時間分解能を達成している。一方で、荷電粒子入射に対する耐久性に関しては、軽イオンに対しては従来のSi表面障壁型検出器と比較して優れた性能を示したが、Auイオンのような重イオン入射に対しては耐久性に顕著な差は見られなかった。これらの結果に加えて、検出器動作の長時間安定性に関する調査も実施しており、放射線入射によって結晶内に生成される正孔の挙動が長時間動作における性能劣化に大きく影響することも明らかとした。発表では、上記に示すようなダイヤモンド検出器の荷電粒子入射に対する基礎特性について報告する。

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