In situ transmission electron microscopy observation of melted germanium encapsulated in multilayer graphene

鈴木 誠也; 根本 善弘*; 椎木 菜摘*; 中山 佳子*; 竹口 雅樹*

Annalen der Physik, 535(9), p.2300122_1 - 2300122_12, 2023/09

https://doi.org/10.1002/andp.202300122

Germanene is a two-dimensional (2D) germanium (Ge) analogous of graphene, and its unique topological properties are expected to be a material for next-generation electronics. However, no germanene electronic devices have yet been reported. One of the reasons for this is that germanene is easily oxidized in air due to its lack of chemical stability. Therefore, growing germanene at solid interfaces where it is not oxidized is one of the key ideas for realizing electronic devices based on germanene. In this study, the behavior of Ge at the solid interface at high temperatures was observed by transmission electron microscopy (TEM). To achieve such in situ heating TEM observation, we fabricated a graphene/Ge/graphene encapsulated structure. In situ heating TEM experiments revealed that Ge like droplets moved and coalesced with other Ge droplets, indicating that Ge remained as a liquid phase between graphene layers at temperatures higher than the Ge melting point.

可搬型ゲルマニウム半導体検出器を用いた測定による福島第一原子力発電所から80km圏内の土壌中天然放射性核種の空気カーマ率評価

三上 智; 田中 博幸*; 奥田 直敏*; 坂本 隆一*; 越智 康太郎; 宇野 騎一郎*; 松田 規宏; 斎藤 公明

日本原子力学会和文論文誌, 20(4), p.159 - 178, 2021/12

https://doi.org/10.3327/taesj.J20.010

2011年の福島第一原子力発電所事故により放出された放射性物質の影響のある地域で地殻ガンマ線によるバックグラウンド線量率のレベルを調査した。可搬型ゲルマニウム半導体検出器を用いて福島第一原子力発電所から80km圏内の370地点で、2013年から2019年にかけて地殻ガンマ線を測定した。ICRUレポート53に示される方法によってウラン238(U),トリウム232(Th)及びカリウム40(K)の土壌中放射能濃度とこれらによる地上1m高さにおける空気カーマ率を測定評価した。U, Th及びKの370地点の平均濃度はそれぞれ18.8, 22.7, 428Bq/kgであった。また、空気カーマ率の対象エリアの平均値は0.0402Gy/hであった。得られた空気カーマ率を文献に報告されている値と比較した。その結果、本研究による測定結果は文献に報告されている値と互いに相関があり、数値は不確かさの範囲内で一致していた。これは地殻ガンマ線による空気カーマ率は地質に依存するためである。地質時代が中生代、地質が花崗岩や流紋岩に分類される地点の空気カーマ率はその他の時代や岩石種に分類される地点の空気カーマ率に比べて統計学的に有意に高いことが確認できた。これは、既報の知見と整合する結果であった。

放射線管理用試料集中計測システムの更新

川崎 克也; 望月 薫*; 鈴木 武彦; 木内 伸幸

JAERI-Tech 2004-070, 50 Pages, 2004/12

JAERI-Tech-2004-070.pdf:18.19MB

放射線管理用試料集中計測システムは、日本原子力研究所東海研究所の施設及び環境の放射線管理に必要な多種多数の試料について、測定及びデータ解析を集中的に行うものであり、1981年度から本格的な運用を開始し現在では年間2万件を超える測定に使われている。本システムの中枢をなすコンピュータは、機器の老朽化が進むとともに、メーカーサポートの終了が相次いだことから、安定な運用に支障が生じてきた。そこで、2003年度にコンピュータ関連機器の更新とシステムの再構築を行った。今回の更新では、コンピュータのハードウェア構成を、データサーバとパーソナルコンピュータの複合型のクライアントサーバーシステムとした。また、ソフトウェアには、試料情報登録用にイントラネットワークを利用したWeb方式を新たに導入し、さらに、依頼試料に対する進捗状況の確認及び結果の閲覧を、利用者自身のパーソナルコンピュータからオンラインで直接行える機能も新たに追加した。この結果、利用者の利便性をさらに広げることができた。

Design of an anti-compton spectrometer for low-level radioactive wastes using Monte Carlo techniques

堤 正博; 大石 哲也; 木内 伸幸; 坂本 隆一; 吉田 真

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(9), p.957 - 963, 2002/09

https://doi.org/10.3327/jnst.39.957

低レベルのRI・研究所廃棄物からの微弱な線を計測するために、2ジオメトリーにコンプトン抑制を配したアンチコンプトンスペクトロメーターを設計した。対象とする試料は重くて大きいために、計測システムは試料側に対して前面開放型となる。本報告では、コンプトン抑制及び自然放射性核種に起源するバックグラウンド成分の低減に関する本システムの特性や特徴について、モンテカルロシミュレーションにより評価した。その結果、アンチコンプトン手法は高エネルギー線によるバックグラウンドの抑制だけでなく、周囲のバックグラウンド自然放射線の低減に極めて有効な手段であることがわかった。

Determination of detection efficiency curve for a gas monitor with a built-in germanium detector

大石 哲也; 吉田 真; 三枝 純; 本多 哲太郎*; 高橋 幸嗣*; 桑原 均*

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(3), p.203 - 208, 2001/03

https://doi.org/10.3327/jnst.38.203

ゲルマニウム検出器型ガスモニタの校正法について検討を行った。放射性ガスを用いた校正の場合、ガスモニタのピーク検出効率は精度良く決定できる。しかし、校正に適用できるガスの種類は少ない。そこで、この限られた検出効率データからより信頼できる検出効率曲線を得るために、マルチガンマ標準点数源を用いた補間法を適用した。またこの点線源を一箇所に設置して行う簡易校正法の可能性についても検討した。その結果、実ガス校正により求めた検出効率は、補間法により求めた検出効率曲線と誤差内でよく一致した。簡易校正法により求めた検出効率曲線は、実ガス校正の検出効率と誤差4%以内で一致することが明らかとなった。

Evaluation of peak-to-total ratio for germanium detectors

渡辺 鐶*; 大井 義弘; 滝 光成; 川崎 克也; 吉田 真

Applied Radiation and Isotopes, 50(6), p.1057 - 1061, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0969-8043(98)00127-4

ゲルマニウム検出器を用いた線スペクトロメトリーにおいて重要な因子であるピーク・トータル比について検討を行い、ピーク・トータル比を与える式を提案した。この式は線の相互作用で単一過程を表す項と多重過程を表す項からなり、式中のパラメータは光子エネルギーの関数として実験的に決定された。この式を用いることにより、ゲルマニウム検出器に対するピーク・トータル比を、0.3~3MeVの光子エネルギーにおいて数%以内の精度で与えることができた。

Ge検出器の特性測定

田中 進; 今村 峯雄*

原子核研究, 41(3), p.13 - 20, 1996/06

直径59.4mm、長さ56.8mmの同軸型高純度Ge検出器(ORTEC社製GEM-30185型)のガンマ線スペクトル検出特性を実験的に求めた。実測した結果は、1)点状標準線源、ディスク状線源(29mm)及び平板状線源(3333mm)のピーク検出効率、2)ピーク・トータル比、3)薄い試料の自己吸収補正用の減衰係数補正値である。

Stability of cascades under ion and electron irradiation in germanium

阿部 弘亨; 木下 智見*; 傅田 康貴*

Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 373, 0, p.487 - 492, 1995/00

加速器結合型電子顕微鏡内にて、Geにイオン・電子照射を行った。イオン照射によりカスケード損傷に対応するコントラストが出現し、その密度は照射時間の1.2~1.4乗に比例して増加した。これはカスケードが直接あるいはオーバーラップによって、コントラストを呈することを意味する。またカスケードの蓄積は、同時電子照射により抑制されることが判った。さらにイオン照射後の電子照射によってカスケードのコントラストは収縮・消滅した。原子のはじき出しを生じないような低エネルギー電子照射による、カスケードコントラストの収縮・消滅も観察された。以上の結果をもとに、カスケードのオーバーラップによるコントラスト出現、電子照射によるカスケードの消滅を記述する速度論を構築し、実験結果を解析し、カスケードの安定性について考察した。

Effects of concurrent irradiation with ions and electrons on accumulation process of damage cascades in silicon and germanium

阿部 弘亨; 木下 智見*; 傳田 康貴*; 園田 健*

Annu. Rep., HVEM LAB., Kyushu Univ., 0(17), p.17 - 18, 1993/00

原子炉内照射により、材料中には様々な欠陥が導入され、相乗して照射損傷が形成される。この相乗効果の理解には、加速器結合型電子顕微鏡は有用である。本研究では、九州大学の加速器結合型超高圧電子顕微鏡を用いて、SiとGe中のカスケード損傷蓄積過程の観察、および蓄積過程に及ぼす電子照射効果について明らかにした。イオン照射により、Si,Ge中には、白いドット状コントラストが観察された。これは、カスケード損傷に対応するものと考えられる。照射初期には、カスケード損傷は互いにオーバーラップすることにより、コントラストを呈することが判明した。また、同時電子照射により、カスケード損傷の蓄積は抑制されることが判明した。これは、電子照射により形成された点欠陥や、それらの照射誘起拡散などによるものであると考えられる。

高エネルギーX線領域でのサジタルフォーカシング・モノクロメータの特性

柏原 泰治*

JAERI-M 91-008, 48 Pages, 1991/02

JAERI-M-91-008.pdf:0.86MB

8GeV級ストレージリングから放射される高エネルギーの光を単色化し、試料位置に集光するのに、サジタルフォーカシング・モノクロメータが利用される。この論文では、入射X線と結晶表面とのなす角、およびX線動力学理論から導かれるダーウィン幅を10~100keVのエネルギー範囲で、Si(111)、Si(311)、Si(333)、Ge(111)、Ge(311)、Ge(333)についてそれぞれ求めた。サジタルフォーカシング・モノクロメータを用いた集光配置では、発散した入射ビームの入射角は、ブラッグ角からはずれる。それゆえ、発散したビームの入射角とブラッグ角のずれを種々の幾何学配置で求めた後、発散ビームがモノクロメータから散乱される条件とダーウィン幅の数値結果を用いて検討した。