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(Al,Ga)
O
scintillator Compton camera mounted on an unmanned helicopter志風 義明; 西澤 幸康; 眞田 幸尚; 鳥居 建男; Jiang, J.*; 島添 健次*; 高橋 浩之*; 吉野 将生*; 伊藤 繁樹*; 遠藤 貴範*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 53(12), p.1907 - 1918, 2016/12
被引用回数：37 パーセンタイル：96.48(Nuclear Science & Technology)無人ヘリ搭載用に軽量・低消費電力のコンプトンカメラ方式のガンマカメラを開発した。検出器に関して、散乱体・吸収体の各層のGAGGシンチレータ・アレイの4
4から88への増加、及び、2層間の距離の拡張により、それぞれ、検出効率と角度分解能が改善した。改良したコンプトンカメラを用いた測定を福島県浪江町の請戸川河川敷で実施した。飛行経路と速度のプログラミングが可能な無人ヘリの機能を用いて、6560mの範囲を5mの測線間隔の13測線で、及び、65180mの範囲を10mの測線間隔の19測線で、高度10m・速度1m/sにて櫛形に往復させながら、それぞれ、20分間と30分間で測定した。測定データと校正用データの解析により、地上1m高さでの空間線量率分布マップが、高度10mから約10mの位置分解能に相当する角度分解能にて精度よく得られた。また、ホバリングフライトでは、ホットスポット上で高度5-20mで10-20分間程度測定を行った。再構成ソフトの使用後に検出効率の補正や線量換算を経て、ホットスポットを含む
線の画像を得た。再構成線画像の角度分解能は測定位置をシフトさせた結果の比較より、室内実験での性能(約10度)と同程度であることを確認した。
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
Proceedings of 12th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2011) (Internet), 5 Pages, 2011/06
The polarization dependence of local electric conductivity in Silicon carbide (SiC) modified by femtosecond laser (fs-laser) was studied. The surface of SiC was irradiated by fs-laser with the different polarization configurations. In the case that the scanning direction is parallel to the electric field, the local electric conductivity drastically increases with increasing fs-laser fluence. On the other hand, in the case that the scanning direction is perpendicular to electric field, the local electric conductivity slightly increase with increasing fluence. According to Raman spectroscopy and secondary electron microscope observation, we found that the amorphous-Si, -C, -SiC are created for parallel irradiation, but the amorphous-SiC is created for perpendicular irradiation. Therefore, we suggests that the polarization dependence of local electric conductivity is due to the chemical composition of laser modified region.
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 山本 稔*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
Applied Physics Letters, 98(13), p.133104_1 - 133104_3, 2011/03
被引用回数：13 パーセンタイル：49.19(Physics, Applied)Enhancement of local electric conductivity in Silicon Carbide (SiC) induced by irradiation of femtosecond laser was studied. Current-voltage characteristics of the laser-modified regions were measured. As a result, it was found that the conductivity increases with increase in the fluence, and the conductivity sharply increases in the fluence range from 5.0 to 6.7 J/cm
. The conductivity of modified region at the irradiation fluence of 53 J/cm is six orders of magnitude higher than the non irradiated one. From the current-voltage characteristics and the scanning electron microscope observations, we conclude that the drastic change in electrical conductivity is assumed to be associated with the phase transition induced by femtosecond laser.
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
Proceedings of 9th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-9), p.218 - 221, 2010/10
Femtosecond laser exhibits extremely high peak intensity and short pulse duration, and can process inside transparent materials without damaging the surface of sample. In this study, the local electrical conductivity in Silicon Carbide (SiC) is evaluated. As a result of femtosecond laser irradiation with various irradiation fluences, the drastic change of electrical conductivity is observed in resistivity ranges from 10
to 10
. It is found that the local conductivity strongly depends on the fluence. We suggest that the local conductivity is attributed to the phase transition. From the surface observations by Secondary Electron Microscopy (SEM), we conclude that the formation of the classical laser-induced periodic structures causes the sudden increase in the electrical conductivities.
出来 真斗*; 伊藤 拓人*; 山本 稔*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
フェムト秒レーザーを炭化ケイ素(SiC)基板に照射することでSiCの電気伝導特性制御を試みた。実験は、フェムト秒レーザーを半絶縁性六方晶(6H)-SiC基板のSi面に照射し、未照射領域及び照射領域における電流電圧特性を比較した。その結果、未照射領域においては印加電圧+10Vにおける電流値が数pA程度であったのに対し、照射領域においては最大で数百nA程度となり5桁以上も電気伝導特性が変化することが明らかとなり、フェムト秒レーザーによりSiCの電気特性を改質できることを明らかにした。
出来 真斗; 山本 稔*; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
フェムト秒レーザーを照射した炭化ケイ素(SiC)基板表面の電気伝導特性の局所的な変化を調べた。実験は、半絶縁性六方晶(6H)-SiC基板に対して、さまざまなエネルギー密度のフェムト秒レーザーを照射し、照射後の電流電圧特性を測定した。その結果、照射エネルギー密度3.34から6.68J/cmの領域において、印加電圧+10Vにおける電流値が急激に増加することがわかった。走査型電子顕微鏡(SEM)により照射領域の表面形状を観察したところ、フェムト秒レーザー照射により周期的な構造が形成されていることが判明し、フェムト秒レーザーによる局所的な改質領域がSiC基板の電気伝導機構に影響を及ぼすことが示唆された。
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
ワイドバンドギャップ半導体であるシリコンカーバイド(SiC)に、透明材料の内部加工が可能なフェムト秒レーザーを照射し、SiCの局所電気特性制御を試みた。フェムト秒パルスレーザーの照射フルエンスを1.5J/cmとしたときは、10
Aオーダーの微小電流しか流れないが、照射フルエンスを5.0J/cmまで上昇させると、3桁以上も電流値が増加した。実験結果をまとめると、照射フルエンスが1.0から3.3J/cmにおいては、電流値の大きな変化は確認されなかったが、約5.0J/cmから電流値は急激に増加し、最終的におよそ10
Aオーダーの電流が流れ、6から7桁も電気伝導度が変化した。5.0J/cmにおける急激な電流値の変化は、閾値フルエンスを超えた領域に発生するSiCの相転移に起因する現象であると考えられる。
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
耐放射線性半導体として期待される炭化ケイ素(SiC)半導体のデバイス作製プロセス開発の一環として、フェムトレーザーによる局所的な電気特性改質を試みた。半絶縁性の六方晶(6H)SiCへ、中心波長800nm,パルス幅130fs,繰り返し周波数1kHzのフェムトレーザーを1.5J/cm
53.4J/cmの範囲で照射し、照射前後の電気特性を測定した。その結果、1.5J/cmのフルエンスの照射では、未照射と同程度のpAオーダーの電流しか流れないが、33.4J/cm以上では、急激な抵抗の低下が観測され、5桁以上の電流増加が観測された。電子顕微鏡で表面観察をした結果、この急激な抵抗の低下は、レーザーによるSiCへの局所的なエネルギー付与が原因で生じたSiCの相転移に起因する現象であることが見いだされた。
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
ワイドバンドギャップ半導体であるSiC(Silicon Carbide)に、透明材料の内部加工が可能なフェムト秒レーザーを照射し、SiCの局所電気特性制御を試みた。フェムト秒レーザー照射では、電場がレーザー走査方向に対して平行及び垂直となるように偏光方向を調整した。レーザー照射後に電気特性を測定した結果、電場とレーザー走査方向が平行な場合、印加電圧+0.1Vにおける電流値は550fAであった。一方、垂直な場合、印加電圧+0.1Vにおける電流値は130nAであった。このように、偏光方向が変わると電流値に6桁程度の差が生じ、電場とレーザー走査方向が垂直な場合に限り、急激な電気伝導度の変化が得られることが明らかとなった。
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
レーザーを用いた炭化ケイ素(SiC)半導体の局所電気伝導改質を目指し、半絶縁性SiC基板へフェムト秒レーザーを照射し電気特性の変化を調べた。光源には中心波長800nm,パルス幅130fs,繰り返し周波数1kHzのフェムト秒チタンサファイア再生増幅器を用い、10倍の対物レンズで試料表面に集光させたレーザーを走査した。レーザーの偏光方向を走査方向に対して電場が平行、又は、垂直となるように1/2波長板を用いて調整した。レーザー照射フルエンスは、各偏光ともに1.086J/cmの範囲で変化させた。レーザー照射領域の電気特性を測定した結果、電場に平行にレーザーを走査した場合は、抵抗値は照射フルエンスの増加とともに減少するが、垂直の場合は、照射フルエンスが増加しても抵抗値に大きな変化はないことが明らかとなった。レーザー改質部の走査型電子顕微観察をしたところ、照射フルエンス5J/cm以下の条件では、平行,垂直ともに照射領域全体にファインリップルと呼ばれる構造が形成されるが、平行の場合は照射フルエンス5J/cm以上では、中心領域においてクレーターのような構造が形成されていることが判明した。垂直走査した場合、照射フルエンスが増加してもクレーターが形成されないことから、クレーターの形成が抵抗の低減化に関与することが判明した。
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
偏光方向を走査方向に対して平行及び垂直になるように調整したフェムト秒レーザーを炭化ケイ素(SiC: Silicon carbide)に照射した。平行の時、照射によって改質された部分の抵抗値は、レーザーの照射フルエンスの増加とともに減少した。それに対して垂直の時、改質された部分の抵抗値は、レーザーの照射フルエンスが増加しても大きな変化がなかった。照射フルエンスが5J/cm以下の条件では、走査方向と無関係にファインリップルと呼ばれる構造が形成された。照射フルエンスが5J/cm以上の条件では、平行の時、クレーター構造が形成され、垂直の時、ファインリップルのみが形成された。改質された部分のラマンスペクトルを測定した結果、照射フルエンスが8J/cm程度において、平行の時にはアモルファスシリコン及びアモルファスカーボンに由来するスペクトルが検出された。一方、垂直の時、それらのスペクトルは検出されなかった。以上のことから、平行の時に観測される抵抗値の大幅な減少は、クレーター状の改質部に生じたアモルファスシリコン及びアモルファスカーボンに由来することがわかった。
伊藤 拓人*; 大西 諒*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
フェムト秒レーザーを炭化ケイ素(SiC)基板に照射することでSiC中の電気伝導制御を試みた。フェムト秒レーザーを半絶縁性六方晶(6H)SiC基板のSi面に照射した。照射領域の抵抗率とレーザーの偏光方向との関係を検証した結果、これまで明らかにされていなかった円偏光の条件においては、抵抗値が5桁以上も低下することが明らかになった。さらに、Scanning Electron Microscopes (SEM)観察とラマン分光測定をしたところ、今回の円偏光の場合は、これまでに5桁抵抗値が減少することを明らかにしたレーザー走査方向と平行な直線偏光の場合と類似する構造と組成であることが見いだされた。これにより、照射領域の抵抗率とレーザーの偏光方向との関係が明らかになった。
志風 義明; 鳥居 建男; 島添 健次*; Jiang, J.*; 高橋 浩之*; 黒澤 俊介*; 鎌田 圭*; 吉川 彰*; 吉野 将生*; 伊藤 繁樹*; et al.
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所事故に伴い、大量の放射性物質が広範囲に放出された。放射性セシウム等よる汚染状況・ホットスポットの的確な把握及び除染作業の効率化のためには、上空から広範囲を迅速に確認できる手段と合わせてコンプトンカメラ等による線源位置の特定が有効である。そこで、無人ヘリに搭載可能なコンプトンカメラ方式のガンマカメラを開発した。今回、GAGGシンチレータと光検出器(APD/SiPM)及びデータロガーで構成されるガンマカメラを無人ヘリに搭載しての撮影試験を浪江町の請戸川の河川敷において実施した。試験では、予定した測線に沿って飛ぶプログラミングフライト及びホバーリングフライトによる測定を幾つかの条件で実施した。ここでは、その試験状況とその結果得られた計数率マップなどから本ガンマカメラの基本特性について報告する。
志風 義明; 鳥居 建男; 西澤 幸康; 吉田 真美*; 島添 健次*; Jiang, J.*; 高橋 浩之*; 黒澤 俊介*; 鎌田 圭*; 吉川 彰*; et al.
no journal, ,
上空から広範囲を迅速に放射性セシウムの汚染状況を確認できる手段として、無人ヘリに搭載可能なコンプトンカメラ方式のガンマカメラを開発し、フィールド試験結果などを基に改良を進めてきた。今回、GAGGシンチレータとSiPMからなる検出素子数をこれまでの4倍にした新検出器及びデータロガーで構成されるガンマカメラを無人ヘリに搭載しての撮影試験を浪江町の請戸川の河川敷において実施した。試験では、予定した櫛形の測線に沿って飛ぶプログラミングフライト及びホバリングフライトによる測定を幾つかの条件で実施した。本発表では、試験状況及び解析結果を通して得られた本ガンマカメラの基本特性の改善点について報告する。
