Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
加田 渉*; 岩本 直也; 佐藤 隆博; 小野田 忍; Grilj, V.*; Skukan, N.*; 江夏 昌志; 大島 武; Jak
i
, M.*; 神谷 富裕
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 331, p.113 - 116, 2014/07
被引用回数：24 パーセンタイル：87.38(Instruments & Instrumentation)本研究では、局所的に高線量を与える重イオンを検出するダイヤモンド検出器を開発している。本報告では、その一環として行ったイオンの照射効果を調べる実験の結果を述べる。核子当り数MeVの重イオンマイクロビームを50
m厚の単結晶CVDダイヤモンド膜に入射させ、各イオンが誘起するパルス信号を、イオンビーム誘起電荷測定装置を用いて連続的に測定した。この結果、信号の強度が一時的に低下する分極効果と呼ばれる現象が確認された。また、この現象はイオンビームの照射量だけではなく、フルエンス率にも依存することが確かめられた。分極効果は単位体積・時間当たりのエネルギー付与に閾値を有する物理現象であることから、重イオンがダイヤモンド中の比較的深いエネルギー準位にある欠陥と相互作用している可能性があることが分った。これとともに、重イオンビームにより単結晶ダイヤモンド内部に引き起こされる分極効果について、基板への印加電圧やフルエンス率とウェハ内に生じる誘起電荷の関係を明らかにすることにより、後者の計測に基づく計測技術を確立した。
Grilj, V.*; Skukan, N.*; Jaki, M.*; 加田 渉; 神谷 富裕
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 306, p.191 - 194, 2013/07
被引用回数：31 パーセンタイル：91.23(Instruments & Instrumentation)Two 50-m thick transmission type single ion detectors made of high purity scCVD diamond and of silicon, for each, have been partially (50
50 m
area) irradiated with 4.5-MeV proton microbeam at the Zagreb heavy ion microprobe facility, introducing almost homogeneous vacancy production over the whole device. IBIC measurement was performed during irradiation to monitor signal amplitude degradation as online and also to evaluate the ion fluence at the same time. Irradiation process was terminated when approximately 6% signal reduction was observed for each detector. The radiation damage of charge collection efficiency (CCE) of the scCVD diamond detector was further investigated using 2-MeV proton microbeam as an IBIC probe as well as the silicon SB detector using 1.3-MeV proton microbeam. CCE degradations in the both detectors for 4.5-MeV proton beam fluences are compared.
加田 渉; 神谷 富裕; 岩本 直也; 小野田 忍; Grilj, V.*; Skukan, N.*; 牧野 高紘; 江夏 昌志; 佐藤 隆博; Jaki, M.*; et al.
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 38(2), p.279 - 282, 2013/07
ダイヤモンドは高い放射線耐性を持つ材料として注目を集めている。高崎量子応用研究所のTIARAでは、AVFサイクロトロンのマイクロビームラインにおいてシングルイオンを真空から大気中に出し、大気中で試料に照射するシングルイオンヒット技術を開発しており、この中でダイヤモンドの高い放射線耐性を利用したシングルイオンヒット検出器、及びイオン取り出し窓材としてのダイヤモンド薄膜の検討を行っている。本研究では、イオンマイクロビーム照射下でのダイヤモンドの照射損傷耐性について評価するため、50m厚の単結晶CVDダイヤモンド薄膜を用いたイオン検出器を製作し、15MeV O
を50m四方の微小領域にシングルイオンヒット照射した。高速(15GHz)Digital Storage Oscilloscopeを過渡イオンビーム誘起電流(TIBIC)分析に用いることで、イオン入射が誘起した数ns程度の時間幅を有する微弱パルス信号を連続的に計測可能とした。イオン照射量が多くなるに伴い、個別のイオン照射によって生じる過渡電流パルスの波高値が減少を示した。波高値の減少は、試料内部の印可電圧をリセットすると復元するものであり、印加電圧の極性や照射条件を変更することで、減衰の大きさが変化することが実験的に確かめられた。
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.*
KEK Proceedings 2012-8, p.89 - 98, 2012/12
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。
加田 渉; 佐藤 隆博; 岩本 直也; 小野田 忍; Grilj, V.*; Skukan, N.*; 牧野 高紘; 江夏 昌志; Jaki, M.*; 大島 武; et al.
Proceedings of 10th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-10) (Internet), p.70 - 73, 2012/12
ダイヤモンドは高い電荷収集効率と放射線耐性、さらにはワイドギャップ半導体としての特性による常温環境下での低雑音特性 から、シングルイオンヒットを構成する荷電粒子を個別に計測する透過型検出器の材料として検討されている。本研究では、結晶サイズ4.6mm4.6mmで50m厚の単結晶CVDダイヤモンド薄膜を用いた透過型検出器を製作し、1-3MeV H
及び15MeV Oの局所照射を行うことにより、これまでに実験報告例がないイオンマイクロビーム照射下でのダイヤモンドの照射損傷耐性を評価した。1m径の3MeV Hビームでの薄膜検出器全体の走査により、その内部で一様な電荷収集効率を有していることを確認した。次いで、1.5m径の15MeV Oを50m50mの領域ごとに順次照射を行った。イオン誘起電荷のパルス信号を連続的に計測したところ、照射領域内でイオン照射量が多くなるに伴い、パルス信号の波高値が減少することが確認され、この現象は、試料内部の印可電圧のリセットにより復元することを見いだした。本研究によりイオンマイクロビーム照射によりダイヤモンド結晶の表面や内部に形成された欠陥において、ポーラリゼーション効果が発現することが示唆された。
加田 渉; Grilj, V.*; Skukan, N.*; 佐藤 隆博; 牧野 高紘; 小野田 忍; 江夏 昌志; 大島 武; Jaki, M.*; 神谷 富裕
no journal, ,
AVFサイクロトロン重イオンマイクロビームラインにおける特徴的な照射技術であるMeV級重イオンの個別照射(シングルイオンヒット)の高度化を目的として、その照射位置の高精度評価を可能にする透過型粒子検出器の開発を行う。生体細胞や半導体試料に対するシングルイオンヒット(イベント)の研究進展には、現行技術と比較して、荷電粒子の照射位置・タイミングをより迅速に、かつ高精度に評価できるリアルタイムのその場検出技術の開発が必要となってきている。本研究では、荷電粒子の大気取出し窓材料として用いることが可能なほど電気的・機械的特性に優れた50mまでの厚さを有する検出器グレードの多結晶及び単結晶ダイヤモンド薄膜を利用し、透過型粒子検出器を製作してその応答について評価を行った。検出器評価には、アルファ線源及び原子力機構高崎量子応用研究所とクロアチアRBI研究所に設置されたタンデム加速器イオンマイクロビームラインを利用した。実験結果では、単結晶薄膜ダイヤモンドを利用した検出器が、エネルギー分解能や検出効率の点で優位な性能を示した。
Skukan, N.*; Grilj, V.*; Pomorski, M.*; 加田 渉*; 岩本 直也*; 大島 武; 神谷 富裕; Jaksic, M.*
no journal, ,
In order to develop diamond thin film detectors, an approximately 6 m thick membrane which was made of low cost optical quality scCVD diamond material was fabricated. The membrane was mounted to a flange as a vacuum exit window and characterized as a particle detector. The negligible intrinsic noise of the device provides an excellent signal-to-noise ratio, even for energetic proton incidence. Besides, the outstanding results of the radiation-hardness test indicate a wider possible range of device applications, including those that involve high currents of charged particles or long exposure to radiation.
