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佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Progress in Photovoltaics; Research and Applications, 21(7), p.1499 - 1506, 2013/11
被引用回数：6 パーセンタイル：26.92(Energy & Fuels)室温及び高温(60
C)での水素化アモルファスシリコン太陽電池の陽子線照射劣化挙動を調べた。照射前後の電気特性を比較したところ、高温照射での劣化は室温照射よりも優位に小さくなることがわかった。また、室温でもすべての電気特性パラメータ(短絡電流,開放電圧,最大出力,曲線因子)が回復することがわかった。熱回復が指数関数的に起こると仮定して短絡電流の特性時間を求めると、高温ほど特性時間が大きく、特性の回復が温度に起因しているが、室温から60Cの範囲でさえその差が有意に現れることが明らかとなった。これは、従来の三接合太陽電池などと比較して温度の影響がはるかに大きいということを意味しており、水素化アモルファスシリコン太陽電池の照射実験においては照射中温度や照射後の経過時間をかなり厳密にコントロールする必要があるといえる。
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Journal of Non-Crystalline Solids, 358(17), p.2039 - 2043, 2012/09
被引用回数：5 パーセンタイル：31.14(Materials Science, Ceramics)非ドープ, n型, p型水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)薄膜に陽子線照射した時の光伝導度及び暗伝導度の変化について系統的に調べた。非ドープa-Si:Hは照射とともに一旦光伝導度や暗伝導度は上昇したが、さらに照射を続けると減少に転じた。ただしこの伝導度の上昇は準安定なものであり、時間とともに減衰してくことも明らかとなった。同様の結果がn型a-Si:Hに対しても得られたが、p型a-Si:Hについては単調な減少が観察された。非ドープ及びn型a-Si:Hにおいて観察される光伝導度及び暗伝導度の上昇はドナー中心の生成に起因していること、また高照射量域で見られる減少は、照射欠陥によって作られる深い準位のキャリア捕獲中心やキャリア補償効果に起因していることが明らかとなった。
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 286, p.29 - 34, 2012/09
被引用回数：8 パーセンタイル：52.49(Instruments & Instrumentation)水素化アモルファスシリコンは耐放射線性光デバイス材料の候補として期待されているが、照射効果については明らかになっていない点が多い。デバイスグレード水素化アモルファスシリコン薄膜に10MeV陽子線を照射しながら暗状態でその間の電気伝導度を測定したところ、照射量の増大に伴って電気伝導度が劇的に上昇した。しかし、
/cm
を超えたあたりから電気伝導度は減少し始め、高照射量域では一定値となった。光照射を行いながら同様の実験を行ったところ、ほぼ同様の傾向を示したが、両者の電気伝導度の比を取ると、電気伝導度が最大になる付近でほぼ1になることがわかった。通常、光照射下では光励起によるキャリアが電気伝導を担うため、暗状態よりも高い電気伝導度を示すが、それが起こらなかったということは励起されたキャリアが電気伝導の主因にはなっていないということであり、ドナー中心が一時的に生成していることを意味する。照射直後の熱起電力測定の結果からも同様の結論を示唆する結果が得られた。さらに、
/cm以上の高照射量域ではドナー中心が消失しているために電気伝導度の減少が見られることも判明した。
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 285, p.107 - 111, 2012/08
被引用回数：6 パーセンタイル：43.52(Instruments & Instrumentation)Dark conductivity (DC), photoconductivity (PC), and Seebeck coefficient variations of undoped hydrogenated amorphous silicon semiconductors irradiated with protons and Si ions were investigated in this study. Both the DC and PC values showed nonmonotonic variations with increasing a fluence in the case of proton irradiation, whereas the monotonic decreases were observed in the case of Si ion irradiation. The Seebeck coefficient variation due to proton irradiation was investigated and the results showed that the increase in DC and PC in the low fluence regime was caused by donor-center generation. It was also shown by analyzing the proton energy dependence and the energy deposition process that the donor-center generation was based on the electronic excitation effect. On the other hand, the decrease in DC and PC in the high fluence regime was attributed to the carrier removal effect and the carrier lifetime decrease due to the accumulation of dangling bonds, respectively. The dangling bond generation due to ion irradiation was mainly caused by the displacement damage effect and therefore it was different from the generation process in the light-induced degradation.
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Applied Physics Express, 4(6), p.061401_1 - 061401_3, 2011/06
被引用回数：9 パーセンタイル：38.03(Physics, Applied)非ドープ水素化アモルファスシリコン半導体の高エネルギー陽子線照射によるゼーベック係数の変化について調べた。3.0MeV陽子線を3.1
10
から5.010
/cm照射すると負のゼーベック係数を示したが、5.310
/cm以上照射するとゼーベック効果が現れなかった。この結果は伝導電子を発生させるドナー型の欠陥中心が低フルエンスの領域において生成するが、このドナー型の欠陥中心は高フルエンス領域では消失するか、あるいは他に発生する照射欠陥によって補償されてしまうことを示唆している。また、これらの現象は時間とともに減衰することから、ドナー型の欠陥中心は一時的にしか生成しない不安定なものであるといえる。
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Proceedings of 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-37) (CD-ROM), p.001615 - 001619, 2011/06
Radiation degradation behavior of electrical properties of single junction hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) solar cells is investigated in this study. The samples were irradiated with 1 MeV electrons and 10 MeV protons, and their current-voltage characteristics were measured in-situ in the irradiation chamber. As a result, superior radiation tolerance of a-Si:H solar cell compared to crystalline silicon space solar cell was demonstrated. Besides, it was clearly shown that radiation degradation of all the cell parameters; short-circuit current, open-circuit voltage and fill factor were substantially suppressed by elevated temperature during irradiation. The thermal recovery after the irradiation was also observed even at room temperature.
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Proceedings of 9th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-9), p.183 - 186, 2010/10
In this paper, we present in-situ measurement results of the conductivity variations of hydrogenated amorphous silicon thin films during and after 10 MeV proton irradiations. The results showed that the conductivities drastically increased at first and turned into decrease with further irradiation. On the other hand, the photosensitivity had a minimum value at around a maximum value of the conductivity. This fact indicates that the conductive carriers generated by light illumination are not dominant to the electric conduction in this regime, and thus the extremely high conductivity cannot be explained by a general interpretation of radiation induced conductivity.
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Journal of Non-Crystalline Solids, 356(41-42), p.2114 - 2119, 2010/09
被引用回数：13 パーセンタイル：57.27(Materials Science, Ceramics)デバイスグレードの水素化アモルファスシリコン薄膜の、0.1, 1.0, 10MeV陽子線照射による光伝導度及び暗伝導度の変化を調べたところ、いずれの陽子線においても、照射とともに光伝導度は一旦上昇し、その後減少へと転じた。この結果は、光伝導度の変化がはじき出し損傷の蓄積によって起こるものではないことを示唆している。また、10MeV陽子線照射に伴う光伝導度の温度依存性の変化について調べたところ、光伝導度の上昇は、熱的に安定な成分と不安定な成分の2つからなることが判明した。このうち、熱的に不安定な成分は300Kから340Kの間で消失するが、340K以上では照射欠陥の熱回復効果が現れることも明らかとなった。
佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*
Proceedings of 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-35) (CD-ROM), p.002620 - 002624, 2010/06
被引用回数：2 パーセンタイル：71.41(Energy & Fuels)We investigated conductivity variations of hydrogenated amorphous silicon thin films during and following 10 MeV proton irradiations at the fluences of 2.0
or 4.0
/cm
. In addition, we compared behaviors of the light-induced degradations before and after 10 MeV proton irradiations. The results showed that the conductivity during the irradiation initially increased and after that decreased. These conductivity behaviors were in good agreement with the photoconductivity variations. The conductivity value never fell below the value before the irradiation even in the case of 4.0/cm irradiation.
佐藤 真一郎; 齋 均*; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*; 大島 武
Proceedings of 34th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-34) (CD-ROM), p.002354 - 002358, 2009/06
宇宙用軽量薄膜太陽電池材料として期待されるアモルファスシリコンの放射線照射効果に関する研究の一環として、0.10, 1.0, 10MeVの陽子線を照射したときの水素化アモルファスシリコン薄膜の光伝導度変化について調べたところ、光伝導度は陽子線照射量に応じて一旦上昇したのちに急激に減少するという結果を得た。この光伝導度の上昇についての知見を得るために、10MeV陽子線照射によって増加した光伝導度の照射後経過時間による変化を調べたところ、光伝導度は時間経過とともに減少していくものの、270時間後も照射前の約2倍程度の値を保持した。しかしながら、この高い光伝導度は光安定化処理を行うことによってほぼ陽子線照射前の初期値に近い値に戻ることから、この光伝導度の上昇は準安定なものであると結論できる。
m fully depleted CMOS/SOI digital logic devices槇原 亜紀子*; 浅井 弘彰*; 土屋 義久*; 天野 幸男*; 緑川 正彦*; 新藤 浩之*; 久保山 智司*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 中嶋 康人*; et al.
Proceedings of 7th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-7), p.95 - 98, 2006/10
RHBD(Radiation Hardness by Design)技術を用いてSEU(Single Event Upset)/SET(Single Event Transient)対策ロジックセルを、沖電気の完全空乏型0.15m CMOS/SOI民生プロセスを用いて設計し、製造したサンプルデバイスの放射線評価を実施した。SETフリーインバータと呼ばれるSET対策付きインバータ構造を有するロジックセルは、非常に優れたSET耐性を示すが、面積・動作スピード・消費電力のペナルティも大きいため、本研究では、最低限の耐性を維持しつつペナルティを低減するための設計の最適化をMixedモードのTCAD(Technology Computer Aided Design)シミュレータを用いて行った。その結果、LET(Linear Energy Transfar)が64MeV/(mg/cm)までは、本研究により最適化されたロジックセルが宇宙用として有用であることを示した。
竹島 由里子; 鈴木 喜雄*; 松本 伸子*; 齋 和憲*; 中島 憲宏
Proceedings of 4th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdiciplinary Fluid Integration (AFI/TFI 2004), p.157 - 158, 2004/11
ITBL(Information-Technology-Based Laboratory)プロジェクトは、日本国内でグリッドコンピューティングにおけるスーパーコンピュータやソフトウェア,データなどの知的資源を共有する仮想研究環境を目的とし、遠隔地に存在する研究者間の協調を支援するものである。本プロジェクトでは、PATRAS/ITBL及びAVS/ITBLの2つの可視化システムが開発されてきている。PATRAS/ITBLは、数値シミュレーションの実行によって得られたデータの実時間可視化を特徴としている。AVS/ITBL可視化システムは、ITBLネットワーク上に存在する任意のスーパーコンピュータ上に格納されたデータをリモート処理によって可視化することが可能である。これらのシステムの大局的な構造及び技術を紹介する。
鈴木 喜雄; 齋 和憲*; 大野 暢亮*; 小山田 耕二*
可視化情報学会誌, 24(Suppl.1), p.443 - 446, 2004/07
近年、スーパーコンピュータの進展に伴い、科学分野においてさまざまな複雑現象の解析が可能となってきた。ここで、複雑現象の解析を行うための可視化手法の一つとして、没入型バーチャルリアリティ(VR)装置の利用が行われはじめている。一方、物理量の3次元的な分布を直感的に理解するための表示方法としてボリュームレンダリング法が広く用いられており、没入型VR装置においてもボリュームレンダリング表示が行われてきた。しかしながら、従来、ボリュームレンダリングに利用されてきた平面スライスサンプリング法では、視点がボリューム内部に没入した場合に、画質低下が著しいことが問題であった。そこで、本研究開発では、同心球面スライスサンプリング法を適用することにより、この問題解決を図った。これら二つの方法を没入型VR装置に実装することにより、両方法における画質と表示速度についての比較を行った。本講演では、これらの結果について報告を行う。
鈴木 喜雄; 松本 伸子*; 齋 和憲*; 山岸 信寛*
計算工学講演会論文集, 9(2), p.613 - 616, 2004/05
日本原子力研究所では、国内研究機関の計算資源や知的資源を高速ネットワークSuper SINETを介して共有可能な仮想研究環境ITBL(Information-Technology-Based Laboratory)の構築を目的としたプロジェクトを推進している。日本原子力研究所計算科学技術推進センターでは、ITBLを構築するうえで必要となる基盤技術の一つとしてITBLシステム基盤ソフトウェアの研究・開発を進めている。ここで、本ソフトウェア上のツールの一つとして可視化ツールの研究・開発を進めている。ITBLでは、遠隔地に設置された複数の計算機を利用することから、このような遠隔地にあるデータを効率的に可視化することが必要である。また、遠隔地にいる研究者間の議論を支援するため、遠隔地間で協調的に可視化できることが必要である。そこで、このような機能を実装した可視化ツールとして、AVS/ITBL及び、PATRAS/ITBLの構築を行った。これらのツールはそれぞれポスト可視化及び、実時間可視化に適している。本講演では、これらの可視化ツールのより詳細な特徴とシミュレーション研究への適用例について述べる。
鈴木 喜雄; 齋 和憲*
全NEC C&C システムユーザー会平成15年度論文集, p.211 - 229, 2003/10
「可視化」は、数値シミュレーションから得られるデータを解析し、さまざまな現象を理解するための手段の一つとして用いられている。しかしながら、スーパーコンピュータの性能が飛躍的に向上し、非常に大規模な数値シミュレーションの実行が可能となったため、可視化サーバ上の単一CPUにて可視化処理を行うという従来の方法では、処理が不可能であったり、処理できたとしても膨大な時間を要するなどという問題が生じている。一方、IT技術の進展に伴い、遠隔地にある複数のスーパーコンピュータにより実行される数値シミュレーションの結果を効率的に解析するとともに、遠隔地の研究者間のコラボレーションを支援することが重要視されつつあるが、従来の可視化システムではこれらの要求を十分に満足できないという問題がある。そこで、これらの問題を解決するグリッド対応型並列可視化システムの構築を目的とした研究・開発を行った。具体的には、並列可視化システムPATRASの地球シミュレータへの適用研究を行い、並列化効率向上を目指した性能改善を行い、並列可視化でのさらなる高速化を実現した。また、PATRASのITBLグリッド環境への適用研究を行い、Firewall越しに遠隔地の異機種スーパーコンピュータを統括して利用可能なグリッド対応型並列可視化システムが実現した。
齋 和憲*; 鈴木 喜雄; 荒木 文明*; 上原 均*; 萩野谷 裕文*
計算工学講演会論文集, 8(2), p.761 - 764, 2003/05
地球シミュレータで実行されている大気・海洋シミュレーションから出力される大規模データを可視化するには、既存の可視化方法では解析に支障をきたすことが予想される。そこで、日本原子力研究所計算科学技術推進センター(CCSE/JAERI)と地球シミュレータセンター計算機技術研究開発領域(ESC)の共同研究により、このような大規模データを効率的に可視化するためのツールやアルゴリズムの研究開発を行った。具体的には、これまで CCSEがNECと共同で開発してきた可視化ソフトウェアPATRAS(Parallel Tracking Steering)の地球シミュレータへの実装,並列化による最適化、及び大気・海洋結合シミュレーションへの適用のための改良などを行った。最適化として、画像合成処理,JPEG圧縮処理,等値面生成時のスムージング処理に対する並列化を行うことにより、T106L20(32016020メッシュ)
T319L20(96048020メッシュ)規模の大気シミュレーション(AFES)に対して64CPU使用時に約20倍の高速化が達成された。また、複数のシミュレーション結果を連成可視化する処理法を用いることにより、大気・海洋結合シミュレーションの結果を連成して可視化することが可能となった。
鈴木 喜雄; 齋 和憲*; 松本 伸子*; 羽間 収
IEEE Computer Graphics and Applications, 23(2), p.32 - 39, 2003/04
被引用回数：6 パーセンタイル：52(Computer Science, Software Engineering)日本原子力研究所計算科学技術推進センターでは、ITBL実行計算機上で実行される数値シミュレーションの結果を可視化する、ITBL環境適合型可視化ソフトPATRAS/ITBL及びAVS/ITBLの実装及び開発を進めている。PATRAS/ITBLは、地理的に離れた場所に設置された複数台のスーパーコンピュータを有効に利用したシミュレーションに対して実時間可視化が行えるよう開発を行っている。一方、AVS/ITBLでは、AVS/Expressの機能拡張により、拠点サイトの可視化サーバから任意サイトのITBL実行計算機のディスクに置かれているデータを直接読みに行くことを可能としている。また、AVS/Expressによって可視化される画像に対して、ネットワークファイル(Vファイル) を指定するだけで、Webブラウザ上で表示できる機能も開発している。これら可視化システムの構造や機能について述べている。
村松 一弘; 齋 和憲*
JAERI-Data/Code 2002-017, 101 Pages, 2002/08
JAERI-Data-Code-2002-017.pdf:5.65MB
地球シミュレータ用の可視化システムを開発した。地球シミュレータ上でのシミュレーションと同時にクライアントにおいてその結果を視覚化することができ、計算を行っている最中に、その計算及び可視化の為のパラメータを変更することも可能である。グラフィカルユーザインターフェースはJava appletで構築されており、そのためウェブブラウザさえあればよく、OSに非依存である。本システムはサーバ機能,ポストプロセッシング機能,クライアント機能で構成されている。本稿ではサーバ機能及びポストプロセッシング機能の使い方を中心に報告する。
下村 安夫; 常松 俊秀; 山本 新; 丸山 創; 溝口 忠憲*; 高橋 良和; 吉田 清; 喜多村 和憲*; 伊尾木 公裕*; 井上 多加志; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 78(Suppl.), 224 Pages, 2002/01
日本,米国,欧州,ロシアの4極の協定に基づき、1992年7月に開始されたITER工学設計活動(ITER-EDA)は、ITER建設の判断に必要な技術的準備を整え、2001年7月に9年間の活動を完了した。本件は、ITER工学設計活動において完成された最終設計報告書の物理及び工学設計の成果を簡潔にまとめたものである。
林 和範; 斉藤 淳一; 舘 義昭; 加納 茂機; 平川 康; 吉田 英一; 瀬口 忠男*; 笠井 昇*
PNC TY9500 96-003, 140 Pages, 1996/08
高速炉環境で使用される材料には、冷却材である液体ナトリウムに対する耐食性が求められる。そこで、金属材料およびセラミックスの耐ナトリウム腐食性向上のため、イオンビーム技術を用いた表面改質の研究開発を行っている。対象とした材料は、既存のSUS316FRおよびMod.9Cr-1Mo鋼、耐熱合金のNb-1Zr、セラミックスの炭化珪素およびサイアロンである。炭化珪素およびサイアロンについては、モリブデン、鉄およびハフニウムイオン注入、イオンビームミキシングによるモリブデンおよび鉄成膜を行い、また金属材料については、窒素イオン注入を行った。試験片は、823K(550C)および923K(650C)のナトリウム中に、1000時間および4000時間の浸漬試験を行った。以下に得られた結果を示す。(1)セラミックスへのイオン注入550Cまたは650Cのナトリウム浸漬試験の結果、一部の試験片に、腐食減量の減少およびナトリウム侵入の抑制が見られ、イオン注入の効果が明らかになった。炭化珪素については、モリブデンおよびハフニウムイオン注入により、未処理材に比べ、腐食減量の減少が見られた。サイアロンについては、モリブデン、鉄およびハフニウムイオン注入で、未処理材に比べて腐食減量の減少がみられた。これは、特に長時間浸漬試験、または650Cのナトリウム浸漬において顕著であった。(2)セラミックスへのイオンビームミキシング成膜種々の成膜条件により、炭化珪素およびサイアロンに、モリブデンまたは鉄成膜を行い、ナトリウム浸漬試験を行ったところ、ほとんどすべての試験片で、皮膜剥離が生じた。しかしながら、皮膜の残存部の解析から、550Cのナトリウムに対しても、モリブデンおよび鉄皮膜は、侵入のバリアとなることが明らかとなった。今後、皮膜の密着性を改善する必要がある。(3)金属材料への窒素イオン注入窒素イオン注入により、SUS316FR、Mod.9Cr-1Mo鋼およびNb-1Zrの表面硬度は上昇し、この上昇割合は、注入量および注入イオンのエネルギーが高い程大きい。窒素イオン注入量が少ないときは、窒素は格子間に入り込み母格子を歪ませるが、注入量が多くなると、窒化物を形成する。
