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口頭

ボロンナノベルトの電気伝導における放射線照射の影響

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

no journal, , 

同位体ボロン$$^{10}$$Bは熱中性子に対して大きな吸収を示し、原子炉の遮蔽材や中性子検出器等に用いられる。今回われわれは、ボロンのナノ構造体である$$^{10}$$Bを濃縮したボロンナノベルト(BNB)を作製し、BNBの電気抵抗に及ぼす熱中性子線照射の影響を調べることにより、ナノスケールの放射線検出を試みた。BNBはレーザーアブレーション法で作製した。電子線リソグラフィーにより、BNB1本(厚さ20nm,幅150nm,長さ10$$mu$$m)の両端にNi/Au微細電極を加工した熱酸化Si基板を用意した。これを原子炉JRR-3Mにて、一定の電圧を印加しつつ中性子を照射し(線束10$$^{8}$$cm$$^{-2}$$$$cdot$$s$$^{-1}$$)、その際の電流変化を測定した。また、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、照射時に数10分かけて伝導率が約18%上昇し、照射後は同じ時間で元の値に減衰した。熱中性子に対するBNB内部の核変換数に応じた変化でなく、$$gamma$$線による電気抵抗変化を検出していると思われる。

口頭

ボロンナノベルトによる放射線検出

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

no journal, , 

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。

口頭

Effect of neutron irradiation on the electrical transport of boron nanobelt devices

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

no journal, , 

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生かし、ほか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試みた。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-3M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。

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