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論文

Measurement of defect-induced electrical resistivity change of tungsten wire at cryogenic temperature using high-energy proton irradiation

岩元 洋介; 吉田 誠*; 松田 洋樹; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 薮内 敦*; 木野村 淳*; 嶋 達志*

JPS Conference Proceedings (Internet), 28, p.061003_1 - 061003_5, 2020/02

核破砕中性子源における高エネルギー放射線環境下のターゲット材料の寿命を予測するため、原子あたりのはじき出し数(DPA)を導出できるPHITS等の放射線挙動計算コードが使用されている。本研究では、タングステンのDPAの計算値を検証するため、ギフォード・マクマフォン冷凍機を用いた陽子照射装置に直径0.25mmのタングステン線を装着し、389MeVの陽子を照射して、はじき出し断面積に関係付けられる極低温(10K)下の照射欠陥に伴う電気抵抗率変化を測定した。これまで実施された1.1GeV及び1.9GeV陽子照射によるタングステンの電気抵抗率の測定結果と比較した結果、核反応により生成する二次粒子が陽子エネルギーの増加に伴い、照射結果に伴う電気抵抗率が増加することがわかった。

論文

Irradiation energy dependence of ion probes on soft error rate in SOI-SRAM

阿保 智*; 杢野 由明*; 木野村 淳*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 大島 武; 岩松 俊明*; 高井 幹夫*

Proceedings of the 8th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-8), p.183 - 186, 2008/12

テクノロジーノード180nmと90nmの2世代のSRAM(Static Random Access Memory)での放射線耐性評価を、300-1000keVのプロトン及び0.8-6.0MeVのヘリウムイオンを用いて行った。評価試料として、バルク基板上のSRAMと放射線耐性が高いとされるSOI(Silicon on Insulator)基板上のSRAMの2種類を用いた。プロトンを用いた180nmノードSRAMの放射線耐性評価では、バルクSRAMは照射エネルギーに関係なく総照射量によりハードエラーが発生することに対して、SOI-SRAMは全くハードエラーが発生しなかった。また、SOI-SRAMでのソフトエラー発生率は、SOIボディでの過剰キャリア生成量が最大となる450keVのプロトン照射時に最大となりさらに高いエネルギーでプロトンを照射した場合には、ソフトエラー発生率が減少することを明らかにした。ヘリウムを用いた90nmノードSOI-SRAMの放射線耐性評価でも、180nmノードSOI-SRAMと同様にSOIボディでの過剰キャリア生成量に依存してソフトエラー発生率が変化することを明らかにした。

口頭

カプトン中陽電子寿命の電場効果

酒井 弘明; 峯井 俊太郎; 平出 哲也; 大島 永康*; 小林 慶規*; 木野村 淳*; 鈴木 良一*

no journal, , 

高分子に、絶縁破壊程度まで高電場を印加した場合、ポジトロニウム(Ps)形成が著しく増大すると報告されている。この著しい増大は、陽電子トラックのターミナルスパー内で熱化した陽電子と過剰電子の反応でPsが形成するとする、スパー反応モデルで説明することは難しい。今回、電場なしではPs形成が起こらない、つまり、スパー反応モデルではPs形成が起こらない、ポリイミド(カプトン)中において、絶縁破壊付近までの高電場を印加した際の効果を調べた。その結果、絶縁破壊付近でも、Ps形成は認められず、Psを形成しない陽電子(自由陽電子)の寿命が長くなる傾向が見られ、これは自由陽電子のドリフトによって起こっていると考えられる。また、過去の報告における解釈が、誤っていた可能性が示された。

口頭

カプトン中陽電子寿命の電場効果

酒井 弘明; 峯井 俊太郎; 平出 哲也; 大島 永康*; 小林 慶規*; 木野村 淳*; 鈴木 良一*

no journal, , 

高分子中において高電圧印加した場合、絶縁破壊近くで電子と陽電子の結合状態であるポジトロニウムの形成が増大すると報告されている。絶縁物中のポジトロニウム形成を説明するスパー反応モデルで、この現象を説明することはできない。そこで、電場が無い状態で、ポジトロニウムが形成されない、カプトン(ポリイミド)中で、陽電子消滅寿命におよぼす電場印加の効果を測定することで、高電場によってポジトロニウム形成が見られるか確認した。その結果、長寿命を示す三重項ポジトロニウムの形成は見られず、ポジトロニウムを形成しないで消滅していく、陽電子からの消滅成分の寿命値が長くなることがわかった。これは、陽電子のドリフトが起こることで説明することができ、また、報告されている結果も、ポジトロニウム形成の増大ではなく、寿命値の変化に起因するものであった可能性が示された。

口頭

Electric field effect on positron annihilation lifetime in Kapton

酒井 弘明; 峯井 俊太郎; 平出 哲也; 大島 永康*; 小林 慶規*; 木野村 淳*; 鈴木 良一*

no journal, , 

高分子中において高電圧印加により、電子と陽電子の結合状態であるポジトロニウムの形成が増大すると報告されているが、その機構は明らかになっていない。そこで、電場が無い状態でポジトロニウム形成が見られない、カプトン(ポリイミド)中で、高電場印加によりポジトロニウム形成が起こるかどうか、陽電子消滅寿命測定により調べた。その結果、長寿命を示す三重項ポジトロニウムの形成は見られなかったが、自由陽電子の消滅成分の寿命値が長くなることがわかった。過去の報告では陽電子消滅寿命測定は行われておらず、ポジトロニウム形成の増大と寿命値の増大を見分けることは不可能であり、高電場下でのポジトロニウム形成増大の報告が誤った解釈である可能性が示された。

口頭

電子線/中性子照射タングステン中の照射欠陥形成に対する添加元素効果

外山 健*; 井上 耕治*; 永井 康介*; 木野村 淳*; 鈴土 知明; 波多野 雄治*

no journal, , 

タングステン(W)は核融合炉プラズマ対向材料として有望である。照射下では水素同位体の滞留・蓄積が問題となるが、レニウム(Re)やクロム(Cr)添加によって水素同位体蓄積量が大幅に減少することが見出された。これは、水素捕獲サイトである空孔型欠陥の形成がReやCrによって抑制されるためと考えられるが、それを裏付ける実験的な知見はあまり得られていない。本研究では、電子線照射または中性子照射されたW合金について、照射欠陥形成に対する添加元素の効果を陽電子消滅法で調べることを目的とした。

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