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上殿 明良*; 森 和照*; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 谷川 庄一郎*; 藤井 知*; 鹿田 真一*
Journal of Physics; Condensed Matter, 11(25), p.4925 - 4934, 1999/00
被引用回数：12 パーセンタイル：57.06(Physics, Condensed Matter)電子線照射ダイヤモンド中の欠陥のアニール挙動を陽電子消滅法を用いて調べた。IIa型ダイヤモンドについては、3MeV電子線照射(照射量1
10
/cm
)により形成される主たる空孔型欠陥は電気的に中性な単一空孔V
であることを見いだした。Vによる陽電子の捕獲速度は600
C程度のアニールにより減少するが、空孔型欠陥自体は900Cアニール後も残存することがわかった。これは、V欠陥構造がアニールにより変化することで説明できる。また、Ib型ダイヤモンドでは、照射により負に帯電した単一空孔がおもに形成されることが判明した。この試料を650Cでアニールすると窒素-空孔ペア(N-V)が形成される。このN-Vの陽電子寿命は単一空孔に捕獲された陽電子の寿命より短いことから、N-V欠陥の電子密度が高い、つまり負に帯電していることが示唆される。
上殿 明良*; 藤井 知*; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 谷川 庄一郎*; 鹿田 真一*
Journal of Physics; Condensed Matter, 11(20), p.4109 - 4122, 1999/00
被引用回数：9 パーセンタイル：45.66(Physics, Condensed Matter)合成及び天然ダイヤモンドにおける空孔型欠陥を陽電子消滅法により調べた。IIa型合成ダイヤモンドにおける陽電子寿命は、観測温度範囲20K~290Kの間でほぼ一定値98.7psを示した。この値はダイヤモンドバルクでの陽電子寿命に相当する。Ib型ダイヤモンドでは、IIa型と比較し、陽電子の寿命が長く、Sパラメータが小さいことがわかった。この結果は、Ib型試料に存在する置換型窒素原子が、その周囲に空隙を伴い、陽電子がその空隙で消滅することで説明できる。これらの合成ダイヤモンドに電子線照射を行うと、単一空孔がおもに形成されることを見いだした。一方、天然のIIa,IIb型ダイヤモンドでは、照射により空孔クラスター(空孔数5~7程度)が形成されることがわかった。また、天然IIb型試料では、空孔クラスターがアクセプター不純物(ホウ素)に対して補償中心として働くことが示唆された。
佐藤 圭*; 垣本 明徳*; 金子 純一*; 藤田 文行*; 坪内 信輝*; 杢野 由明*; 茶谷原 昭義*; 佐藤 聡; 今野 雄太*; 本間 彰*; et al.
no journal, ,
人工ダイヤモンドによる14MeV中性子エネルギースペクトロメーターの実用化に向けて、結晶合成及び各種評価を行っている。本研究では、高品質大型基板開発の一環として、産業技術総合研究所で基板用用途向けに高速合成された一辺9mm程度の三角形の大型CVD単結晶ダイヤモンド自立膜から、マイクロ波プラズマCVD装置を使用し、基板温度:900度,ガス圧力:160Torr,メタン濃度:10%で結晶を合成し、検出器を試作した。本検出器を用いて、原子力機構の核融合中性子源(FNS)で、14MeV中性子応答関数測定実験を行い、
C(n,
)
Be反応によるピーク(4%程度のエネルギー分解能)の観測に成功した。これによりメタン濃度10%の高メタン濃度の合成条件でもエネルギースペクトロメーターグレードのCVD単結晶が得られることがわかった。
佐藤 圭*; 金子 純一*; 藤田 文行*; 垣本 明徳*; 坪内 信輝*; 杢野 由明*; 茶谷原 昭義*; 佐藤 聡; 今野 雄太*; 本間 彰*; et al.
no journal, ,
DTプラズマイオン温度測定のためのC(n,)Be反応を用いたダイヤモンドエネルギースペクトロメーターの開発の一環として、産業技術総合研究所において基板用途向けに10%の高メタン濃度で合成された大型CVD単結晶ダイヤモンド自立膜から検出器を合成し、原子力機構の核融合中性子源(FNS)で、14MeV中性子に対する応答関数を測定した。併せて、エレメントシックスで合成されたエレクトロニクスグレードダイヤモンドから製作した検出器に関しても、応答関数を測定した。その結果、いずれの検出器でも、14MeV中性子に対して4%程度のエネルギー分解能が得られ、メタン濃度10%の条件であっても、エネルギースペクトロメーターグレードの結晶が合成可能であることがわかった。
小野田 忍; 神林 佑哉; 加田 渉*; 岩本 直也*; 牧野 高紘; 梅沢 仁*; 杢野 由明*; 鹿田 真一*; 花泉 修*; 神谷 富裕; et al.
no journal, ,
高エネルギー物理学などの粒子加速器を用いた科学実験において、粒子検出器は必要不可欠な存在である。近年、加速器の大強度化に伴い、検出器がさらされる放射線環境はさらに厳しいものとなっている。そのような中、ダイヤモンドはその優れた耐放射線性を根拠に、シリコン(Si)検出器に代わる粒子検出器材料として期待されている。本研究では、p型単結晶ダイヤモンドの縦型ショットキバリアダイオード(SBD)を作製し、高エネルギー粒子に対する検出応答特性を調べた。サイクロトロンからの高エネルギー荷電粒子(Ne-74MeV, Ar-150MeV, Kr-322MeV, Xe-454MeV)を照射した結果、低チャンネル側にノイズがあるものの、照射した全てのイオンのエネルギースペクトルを取得することに成功した。ただし、Kr-322MeVやXe-454MeVといった非常に高密度の電子正孔対を生成するイオン入射の場合では、シリコンSBD検出器でも報告されているパルス波高欠損が発現することを確認した。
安藤 裕士*; 神林 佑哉*; 加田 渉*; 小野田 忍; 牧野 高紘; 佐藤 真一郎; 梅沢 仁*; 杢野 由明*; 鹿田 真一*; 花泉 修*; et al.
no journal, ,
次世代半導体放射線検出器材料としてダイヤモンド半導体が注目されており、その実現のためには、検出器特性を劣化させる結晶欠陥の詳細を明らかにする必要がある。今回、化学気相成長(CVD)により結晶成長したダイヤモンドを用いてショットキーバリアダイオードを作製し、ダイヤモンド中の欠陥準位を重イオンマイクロビームを用いた過渡電荷分光法によって調べた。その結果、0.27eVの活性化エネルギーをもつ欠陥準位が見出され、これがダイヤモンド放射線検出器の電荷収集効率に影響を及ぼしていることが明らかになった。
