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小川 達彦; 八巻 徹也*; 佐藤 達彦
no journal, ,
シンチレータは、電子線, 
線, 陽子, 重イオンなどの多様な種類の放射線を検知するために広く利用され、付与されたエネルギー量に応じた光を発する。ここで、エネルギー付与密度の高い重イオンのような粒子に対してはクエンチング現象が起こり、発光が少なくなることが知られている。さらに、クエンチング現象は励起した蛍光分子が損傷を受けた蛍光分子にエネルギーを受け渡すメカニズム(F
rster効果)によって発生すると推測されている。そこで本研究では、放射線の照射を受けたシンチレータ内でのエネルギー付与を放射線輸送計算コードにより計算し、蛍光分子の励起や損傷を計算した。この計算結果に基づき、励起分子と損傷分子の配置を求め、各励起分子に対してFrster効果が発生する確率を計算し、発光する分子の数を計算した。その結果、電子入射の場合は入射エネルギーと発光量が比例するが、陽子入射の場合は入射エネルギーに対して発光量が非線形に増加し、実験値を正確に再現することができた。
甲斐 健師; 小川 達彦; 安部 晋一郎; 佐藤 達彦
no journal, ,
ナノスケールの微視的な空間領域で誘発される放射線作用の研究では、1keV以下の低エネルギー電子による挙動やエネルギー付与を解明することが重要となる。しかしながら、現状の放射線挙動計算コードは、このような低エネルギー電子の物質中における挙動を正確に模擬することができない。そこで、この課題を解決するため、飛跡構造コードの開発を進め、PHITSコードへの実装を計画している。開発した飛跡構造コードを利用し、水中における低エネルギー電子の微視的挙動について計算した結果、従来予測と異なり、電子の熱化は水和前電子生成と同時に進行することを理論的に予測することができた。本講演では、飛跡構造コードを用いた研究成果とともに、PHITSへの実装や機能の拡張等の今後の展望を報告する。
安部 晋一郎; 佐藤 達彦; 加藤 貴志*; 松山 英也*
no journal, ,
放射線により半導体デバイス内に誘起された電荷が、電子機器の一時的な誤動作(ソフトエラー)を引き起こす。PHITSでソフトエラーの発生率を評価する際、メモリの記憶ノードに収集される電荷量を迅速かつ精度よく計算するモデルが必要となる。近年その使用が広がっているFinFETは、従来主流であったPlanar型素子と構造が異なるため、電荷収集の物理過程も従来とは異なることが予想される。そこで本研究では、FinFETに関する収集電荷量概算モデルの構築を目的とし、三次元TCADシミュレータHyENEXSSを用いて、放射線誘起電荷の収集過程の系統的調査を実施した。解析の結果、数psecの時刻にソース-ドレイン間の一時的な導通が生じることが判明した。また、fin部にのみ電荷が誘起された場合にはこの成分が電荷収集の主因となる一方で、基板にまで電荷が誘起された場合には100psec以降の拡散による電荷収集が主因となることを明らかにした。
矢野 雅大; 鈴木 翔太; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人
no journal, ,
Si(110)上から酸化膜が脱離する過程の構造および電子状態を走査型トンネル顕微鏡(STM)とX線光電子分光(XPS)でそれぞれ計測した。この結果から、Si(110)から酸化膜が脱離する過程で形成されるナノ構造の形成メカニズムが明らかになり、ナノ構造体作成への知見が得られた。
神谷 潤一郎; 荻原 徳男; 金正 倫計; 山本 風海
no journal, ,
大強度の高エネルギー陽子ビームは、非常に少ない割合のロスであっても、放射線による装置の損傷や、高い残留放射線量をひき起こす。大強度陽子加速器の運転において、ビームロスの低減、放射線による機器の損傷の軽減、および残留放射線量の抑制という各段階での課題を解決するためには、既存の真空技術の正確な選択と新しい真空技術の開発が重要となる。第一段階として、残留ガスでのビーム散乱や、ビームハローのビームダクトへの衝突といったビームロスの根本原因を減らすために、ビームラインの超高真空の維持と大口径ビームダクト・ベローズが要求される。第二段階として、発生した放射線による真空装置の劣化や装置の誤動作を防止するため、耐放射線性能を有する真空装置や放射線の影響を最小限にするシステムの構築が必要となる。第三段階として、高エネルギー陽子や二次粒子による放射化を最小限にするためには、低い残留放射線性能の材料による真空装置の製作が必要である。本講演では、世界最高峰の1MWビーム出力を有するJ-PARCの3GeVシンクロトロン(RCS)を例に、高放射線下の真空技術を総括することを目的とする。
渡邉 健太*; 山田 高寛*; 野崎 幹人*; 中澤 敏志*; Shih, H.*; 按田 義治*; 上田 哲三*; 吉越 章隆; 細井 卓治*; 志村 考功*; et al.
no journal, ,
高性能AlGaN/GaN-HFETの実現には、絶縁膜/AlGaN界面制御が重要である。GaN表面に対しては、熱酸化により極薄GaOx層を形成した後SiO
を堆積したSiO/GaOx/GaN構造が良好な界面特性を示すことを確認している。AlGaN表面に対しても、オゾンでAlGaN表面を酸化させた後、原子層堆積したAlO
/AlGaN界面で電気特性が改善したとの報告があるが、AlGaN表面の初期酸化過程に関しては十分な評価は行われていない。そこで大気圧酸素雰囲気中、200-1000度で30分間熱酸化を行ったAlGaN表面を放射光光電子分光分析によって詳細に調べたところ、熱酸化温度が高いほどGa2pスペクトルは高結合エネルギー側にシフトしていることがわかった。Ga2pスペクトルはGa-N成分とGa酸化物起因のGa-O成分の2つにピーク分離可能であり、AlGaN及びGaN表面のGa酸化物(Ga-O)成分比の熱酸化温度依存性から、AlGaNでは酸化温度400度以上で、GaNは700度以上で酸化物が徐々に増加しており、またどちらも900度以上で酸化物が急激に増加していることがわかった。このことからAlGaN表面はGaNと比較して比較的低温でも酸化されやすいと言える。
Pt(111)表面の酸化過程津田 泰孝*; 牧野 隆正*; 塚田 千恵; 吉越 章隆; 福山 哲也*; 岡田 美智雄*
no journal, ,
酸化は腐食過程の中でも最も主要なものであり、その理解は耐腐食性材料開発に重要である。本研究では、CuPt(111)表面の初期酸化過程を大型放射光施設SPring-8 BL23SUに設置された表面化学反応解析装置を用いて調べた。清浄表面に並進エネルギー2.3eVの超音速酸素分子線を照射し、酸化後の表面を放射光X線光電子分光で分析した。Cu LM
Mオージェ電子スペクトルおよびCu-2p XPSスペクトルから、表面銅酸化物が生成することがわかった。一方、Pt-4f XPSスペクトルから、Pt酸化物生成の成長は見られなかった。また、同じ露出量で比較したとき、CuPd(111)表面はCuAu(111)表面と比べて酸化反応性が低いことがわかった。
吉越 章隆
no journal, ,
本招待講演では、SPring-8のJAEA専用軟X線ビームラインBL23SUに設置した表面反応解析装置を使った研究を紹介する。超音速分子線により引き起こされる表面反応の放射光リアルタイム光電子分光によるその場観察のいくつかの結果を紹介する。また、分子の並進運動エネルギーを変えることによって露となる表面吸着反応ダイナミクスを紹介する。本手法のナノスケールの表面プロセスの基礎および応用研究における有用性と将来展望を述べる。