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松原 章浩; 藤田 奈津子; 三宅 正恭*; 西澤 章光*
no journal, ,
加速器質量分析(Accelerator Mass Spectrometry: AMS)では、希少核種とほぼ同じ質量電荷比を持ちうる妨害核種は、多くの場合、希少核種と同様に電離箱に入射させ、阻止能の違いで分別する。しかし、ある核種を対象としたAMSでは、妨害核種の入射率が電離箱の時間分解能を大きく超える場合(以後、超高入射率時という)がある。この場合、電離箱を用いた双方の分別は不可能とされる。われわれは、妨害核種の超高入射率時では、時間分解能の不足により出力信号が鈍るため、妨害核種の信号強度が減衰し、この現象が希少核種の測定をできる糸口になる可能性に着目した。本研究では、希少核種の計数に及ぼす、超高入射率の効果を明らかにするため、電離箱への入射率を変化させ、信号パルスの変化を実験的に調べた。その結果、入射率を1MHz以上にすると揺らぎは弱くなり、希少核種のパルスの判別がある程度容易となることが分かった。これは、超高入射率により妨害核種の均された信号の上に希少核種のパルスが重畳したことを示唆する。
小池 雅人; 長野 哲也*
no journal, ,
最近われわれは電子顕微鏡用のB-K発光分光に適した平面結像型回折格子分光器に用いる回折格子の回折効率を高めるために金属膜表面を持つラミナー型回折格子にこの領域で吸収が小さいダイヤモンドライクカーボン(DLC)やTiO 
, CeO膜を積層する方法を提案した。本報告では放射光分光ビームラインでよく用いられている不等間隔溝平面回折格子分光器などの定偏角分光器に対しても同様の効果が得られるかどうかを数値計算により検討した。計算では刻線密度: 1200本/mm、デューティ比: 0.3、溝深さ: 16nm、基板: SiOのラミナー型回折格子の表面上にAuまたはNiのみ(厚さ:30nm)、同Ni膜上にDLC, TiO、またはCeO膜を堆積した回折格子に対して164
の定偏角条件を仮定し、
1次光の回折効率を求めた。6.76nmにおいてDLC, TiO, CeO膜を付加した場合Ni表面の場合に比較して回折効率がそれぞれ約1.99倍, 1.39倍, 2.29倍となることを見出した。
石井 保行; 大久保 猛
no journal, ,
MeV領域イオンマイクロビーム利用普及を目指して加速レンズ系を用いた小型イオンマイクロビーム形成装置のプロトタイプ(最大電圧300kV)の開発を進めており、これまで120keV程度の水素イオンビームで6
m径を実現し、更に1m径レベルを目指している。この目標を達成するためには加速レンズ系の縮小率の向上が必要である。本装置のレンズ系の縮小率は入射ビームの発散角、及び入射ビームと出射ビームのエネルギーの比で決まるため、発散角を増加させないように入射ビームエネルギーを低下させることにより縮小率の向上が期待できる。今回は、本装置のデュオプラズマトロン型イオン源とレンズ系が直結し、このイオン源から引き出されたビームを直接レンズ系に入射していることに着目して、イオン源内のアノードと引き出し電極の間の距離を短くして電場を増強することで、入射ビームのエネルギーを下げても発散角が変わらない調整ができるように改良した。これを用いてマイクロビームの形成実験を行った結果、3mにすることができた。この距離を更に短くすることで、目標を達成できる見通しを得た。
山口 充孝; 長尾 悠人; 菅井 裕之*; 酒井 真理*; 河地 有木; 佐藤 隆博; 神谷 富裕; 藤巻 秀; 荒川 和夫*; 鳴海 一雅
no journal, ,
炭素線治療においてビーム軌道上の空洞の発生はブラッグピークのシフトによる誤照射の原因となり、その発生を照射中に検出できれば、誤照射の影響を軽減する対策を講じることが可能となる。今回、人体を模したアクリル製ターゲット中の空洞を、検出視野が広く短時間測定に有利なマルチスリット型ガンマカメラで検出できるかどうかを、PHITSコードを用いたモンテカルロシミュレーションで次のように評価した。計算条件として(1)中心に半径2.5mm、長さ10mmの円柱形の空気空洞をもつ、半径50mm、長さ100mmの円柱形アクリルターゲットに、(2)入射エネルギー290MeV/uの炭素12ビームを、ビーム軸がターゲット及び空気空洞の回転中心軸と一致するよう入射させた。(3)放出光子測定のため、マルチスリット型コリメータ(鉛製)と検出器(テルル化カドミウム製)からなるガンマカメラを配置し、炭素ビームを照射した際にビーム軸に対し垂直方向に放出される光子を算出した。その結果、空洞の存在する領域と存在しない領域とで検出器へ到達する63-68keVの光子数に明らかな差があり、ビーム軌道上の空洞が十分検出可能であることが示された。
線照射によりSiC MOSFETsに生成される電荷の線量依存武山 昭憲; 松田 拓磨*; 横関 貴史*; 三友 啓*; 村田 航一*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故の収束作業用ロボットへの応用が期待される炭化ケイ素(SiC)金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の実環境での耐放射線性を検証するため、高温・加湿雰囲気下でSiC MOSFETへ線を照射し、酸化膜中に発生する固定電荷と、酸化膜-SiC界面に生ずる界面準位密度の線量依存を調べた。耐圧1.2kV、定格電流20A、ゲート酸化膜厚45nmのnチャネル4H-SiC MOSFETを、温度150C、湿度100%に保ち線照射を行った。線量率3.61kGy(SiO)/hで総線量1800kGyまで照射を行い、途中、試料を取り出してドレイン電流(I
)-ゲート電圧(V
)を測定・解析することで酸化膜中の固定電荷及び界面準位密度を求めた。比較のため、加湿せずに高温照射(乾燥窒素中150C)のみの条件での照射試験も行った。その結果、高温・高湿度での照射の場合、高温のみでの照射と比べて、酸化膜中の固定電荷および界面準位の生成が抑制され、電気特性の劣化が少ないことが判明した。
線に対する単結晶CVDダイヤモンド放射線検出器のFano因子評価嶋岡 毅紘*; 金子 純一*; 佐藤 優樹; 坪田 雅功*; 新名 宏明*; 茶谷原 昭義*; 渡辺 幸志*; 梅澤 仁*; 杢野 由明*
no journal, ,
ダイヤモンド放射線検出器は高温動作、低漏れ電流、耐放射線性等の優れた特長を持つ。われわれはこれらの特長を生かし過酷環境で動作可能な検出器実現に向け、生産性に優れたLift-off法による単結晶CVDダイヤモンド放射線検出器開発を行ってきた。これまでに電荷キャリア輸送特性改善の取り組みにより電荷収集効率: 正孔100.1%、電子99.8
(
= 3.62 eV, 
= 13.1eVとして計算)、エネルギー分解能0.3%台を持つ検出器開発に成功している。本研究では
Am 5.486MeV 線を用いたファノ因子評価について報告する。
坪内 雅明; 永島 圭介; 吉田 芙美子; 越智 義浩; 圓山 桃子
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高強度テラヘルツ光発生法として、波面傾斜励起光をLiNbO
結晶に照射する手法が広く用いられている。我々は波面傾斜とテラ ヘルツ光発生を単一デバイスで実現し、省スペース化と大強度化を同時に達成する接触型回折格子法を開発した。本講演では、デバイスの最適化を行った経過について報告し、接触型回折格子デバイスによるTHz光発生機構について議論する。
Nguyen, P. L.; 大道 博行; 松永 幸大; 山田 知典; 西村 昭彦; 河内 哲哉
no journal, ,
Pulsed laser processing of material which includes laser drilling, welding, cutting, etc. is an important part of the laser technical application. Laser irradiation techniques for removing concrete structure defect in the tunnel of railways is an urgent task for operation and maintenance in the JR West tunnels, Japan. In this work, the experiment has been performed for upward laser drilling and cutting on a tip of concrete. For requirement of small apparatus with high accuracy, the QCW (Quasi continuous wave) fiber laser system having compact dimensions was connected with optical head. Results show that the penetration depth was increased in upward drilling compared with that of downward drilling. Especially at higher peak power, this increase was enhanced due to the assistance of gravity. There exists an optimal percentage of overlapping region, which satisfies the requirement of the effective cut depth and cutting speed. For this experiment, the optimal percentage of overlapping region is achieved about 40-50%. Also, cut depth is a function of scan number in pulsed laser upward cutting concrete.
圓谷 志郎; 水口 将輝*; 渡辺 英雄*; 楢本 洋*; 境 誠司
no journal, ,
グラフェンをはじめとした2次元層状物質への欠陥導入やヘテロ原子ドーピングなどのナノ構造制御により、電子状態・物理的性質の制御が可能になると有望視されている。本研究では高エネルギーのイオン照射によるグラフェンなどの2次元層状物質への新しいヘテロ原子ドーピング法を探索した。具体的には、LiF/グラフェンのヘテロ構造への高エネルギーイオン照射によるグラフェンへのフッ素原子のドーピングを行った。Cu箔上に成長したグラフェン上に100nmのLiFを成膜し、真空中において同ヘテロ界面に高エネルギーイオン(2.4MeV 
Cu
)を照射した。イオン照射後の電子状態や原子構造を顕微ラマン分光およびC K-edge XAFS (KEK PF BL-7A)により評価した。その結果、グラフェンの
*(C=C)由来のピークが減少し
*(C-F)由来の構造がXAFSにおいて観察された。さらに同構造のX線入射角依存性から、フッ素原子がグラフェンシート上に化学結合を形成することが明らかになった。同ヘテロ原子ドーピングは、電子歴相互作用が支配的なエネルギー領域(数MeV)のイオンビームをグラフェンに照射することによって、電子励起後の緩和過程で、空間的に近接し同様に励起状態にあるヘテロ原子との間で結合の組換えが生じることに起因していると考えられる。
河野 七瀬; 板倉 隆二; 坪内 雅明
no journal, ,
半導体を光励起した際に発生するプラズマは、十分に高いキャリア密度を有する場合THz光を反射する。プラズマは半導体内部で励起光とともに進行する飛翔ミラーとして振る舞うため、対向に照射したTHz光は相対論的ドップラー反射により周波数シフトする。本研究では、飛翔ミラーとTHz光の相互作用を精査するため、ドップラー反射したTHz光の励起光強度依存性を観測した。
佐々木 拓生; 出来 亮太; 石川 史太郎*; 山口 智広*; 高橋 正光
no journal, ,
窒化物半導体は1993年の高輝度青色LEDが発表されて以降、比較的短時間で普及に至ったという経緯から、今なお、表面・界面、ひずみ、欠陥構造など未知な部分が取り残されたままである。我々はこれらの結晶成長の基礎を十分に理解することが、デバイスの極限性能を追求するためには重要と考え、高輝度放射光X線を利用した結晶成長その場測定システムを開発した。本研究は同システムを利用して最近得られた窒化物半導体薄膜のひずみ緩和観測と、臨界膜厚を推定した結果を報告する。
赤羽 温; 山川 考一
no journal, ,
光パラメトリック増幅(OPA)で発生するアイドラー光のチャープ正負反転を利用して、環境の変化に強くシンプルな実用的CPAレーザーの開発を進めている。今回、ガラスブロックを長方形にしブロック内面での多重全反射により従来の1/10のサイズの小型でパルス伸張・圧縮を行うガラスブロックを開発した。開発したブロックを用いたチャープパルス増幅実験ではピコ秒レベルのパルス伸張からのサブ100フェムト秒パルスの発生を確認した。
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*
no journal, ,
レーザープラズマ(LPP)極端紫外(EUV)光源において、プリパルス照射によりSn液滴ターゲットが分散する過程のシミュレーション解析を進めており、二次元ラグランジ流体シミュレーションコードに、メッシュの動的な再配置と、相転移ダイナミクスを組み込んだモデルの理論および数値計算手法の研究を行った。初期に高温に加熱されたSn液滴が、微粒子生成と伴いつつ気化する過程の特性について検討を行った。
春山 盛善; 小野田 忍; 立見 和雅*; 寺地 徳之*; 磯谷 順一*; 加田 渉*; 大島 武; 花泉 修*
no journal, ,
ダイヤモンド中のNV(窒素・空孔)センターの高効率発光という特徴を利用してイオン飛跡検出器の開発を進めている。本研究では、熱処理を最適化することによってイオン飛跡の検出効率を向上する試みを行った。熱処理温度を800Cから1200Cとして2時間の熱処理を行った。イオン飛跡の検出効率がどのように変化するかを調べた結果、800Cの場合、1000Cの時よりも感度が低いことが分かった。1200Cの場合も同様に、飛跡を構成するNVセンターの数が減少し、イオン飛跡検出感度が下がることが判明し、最適な熱処理温度が1000C付近にあると結論できた。
加藤 かなみ*; 山野 楓*; 蔭浦 泰資*; 瀬下 裕志*; 稲葉 優文*; 東又 格*; 小池 悟大*; 谷井 孝至*; 磯谷 順一*; 寺地 徳之*; et al.
no journal, ,
ダイヤモンド表面に形成されたNV(窒素・空孔)センターの発光挙動は表面終端状態に大きく影響を受け、例えば、水素終端の場合はNVセンターが非発光状態になることが知られている。量子コンピューティングや高感度センサといった応用の観点からは高輝度なNVセンターが不可欠であることから、表面終端状態を様々(水素終端, 酸素終端, OH終端)に変え、NVセンターの発光との関連を調べた。実験の結果、水素終端, OH終端, 酸素終端の順でNVセンターの発光が強くなることが判明した。
線照射耐性におけるSiC-MOSFETの構造最適化武山 昭憲; 三友 啓*; 松田 拓磨*; 村田 航一*; 横関 貴史*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大島 武; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故の収束作業用ロボットへの応用が期待される炭化ケイ素(SiC)金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の放射線耐性強化研究の一環として、SiC MOSFETのゲート酸化膜厚と線照射劣化の関係を調べた。耐圧1.2kV、定格電流20A、ゲート酸化膜厚35nmまたは60nmのnチャネル六方晶(4H)SiC MOSFETに、乾燥窒素雰囲気下、線量率3.61kGy(SiO)/hで総線量6.8MGyまで線を照射した。途中、試料を取り出してドレイン電流(I)-ゲート電圧(V)を測定・解析することでしきい値電圧の線量依存性を調べた。その結果、酸化膜厚60nmのMOSFETは高線量側でしきい値電圧が大きく低下するが35nmのものは大きな劣化が見られなかった。このことより、酸化膜を薄くすることでSiC MOSFETの放射線耐性強化が可能であることが判明した。
線照射効果に及ぼすゲートバイアスの影響武山 昭憲; 村田 航一*; 三友 啓*; 松田 拓磨*; 横関 貴史*; 牧野 高紘; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; et al.
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を回路に接続しスイッチング動作させながら線照射を行うと、SiCMOSFET単体で照射した場合に比べ電気特性の劣化が抑制されることを見出しているが、その原因は明らかとなっていない。そこでSiCMOSFETのゲートに電圧を正バイアス(+4.5V)から無バイアス(0V)にスイッチさせながら線照射を行い、電気特性の変化を調べた。その結果、照射中に正バイアスから無バイアスに印加電圧を変化させると、しきい値電圧V
の負電圧シフトが大幅に抑制される現象が観察された。これより、無バイアスでの照射により、正バイアス印加での照射により大きく劣化していた特性が回復するため、スイッチング動作させて照射したSiCMOSFETの電気特性の劣化が抑制されているということが結論できた。
鈴木 翔太; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 近藤 啓悦; 山口 憲司
no journal, ,
Si(110)再構成構造形成に深く関与する表面ストレス(表面エネルギー)の実測には、数mm
サイズ表面全体にわたり、清浄、かつ表面ステップ構造が制御された理想表面が必要である。本研究では、8
22mmSi(110)基板を用いた表面清浄化手法を確立するため、水素終端処理基板、酸化処理基板の保護層除去後の表面構造を比較した。表面LEED像を比較した結果、162再構成構造を示す回折点の鮮明度、及び、162構造形成範囲の広さから、大面積Si(110)表面清浄化手法として酸化膜除去による手法が有効であることが分かった。現在は2つの清浄化手法適用後のSi(110)表面のモルフォロジーについてSTMによる解析を実施中である。
O
薄膜の作製藤田 将弥*; 朝岡 秀人; 山口 憲司
no journal, ,
イオンビームスパッタ蒸着法を用いて、Si基板上に高配向したErO薄膜の作製を行っている。今回、蒸着時(ビーム照射時)時と同じ酸素雰囲気下でアニールを行い、得られた薄膜の結晶構造を調べたところ、Si(100)面とはエピタキシャル関係にないErO相の成長が得られた。今回の結果と従来の結果を比較・検討し、今後薄膜の成長機構について考察する。
匂坂 明人; 小倉 浩一; 錦野 将元; Pirozhkov, A. S.; 河内 哲哉; 西内 満美子; 今 亮; 神門 正城; 近藤 公伯; 有川 安信*; et al.
no journal, ,
高強度レーザーと物質との相互作用により生成される高エネルギーのイオン、電子、X線等は、量子ビーム源として注目されている。特に高エネルギーイオンについては、医療への応用が期待されている。レーザーの強度やエネルギーに対する加速イオンのエネルギー等を調べるため、超短パルスレーザーや高エネルギーレーザーを用いて、薄膜ターゲットからの陽子発生実験を進めている。超短パルスレーザーを用いた実験では、原子力機構設置のJ-KARENレーザーを用いて、実験を進めている。高エネルギーレーザーを用いた実験として、大阪大学レーザーエネルギー学研究センター設置のLFEXレーザーを照射し、陽子発生実験を行った。