Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
土方 泰斗*; 三友 啓*; 松田 拓磨*; 村田 航一*; 横関 貴史*; 牧野 高紘; 武山 昭憲; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; et al.
Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.130 - 133, 2015/11
In order to develop semiconductor devices with MGy radiation resistivity, we are developing power metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs) based on silicon carbide (SiC) semiconductors. The 
-ray irradiation responses of power SiC-MOSFETs were studied under various irradiation temperatures and humidity with various gate-bias conditions. Making comparisons between these responses, the optimum device operating condition and a better device structure were derived and MGy resistivity was achieved. Besides, -ray irradiation tests for a motor-driver circuits consisting of SiC-MOSFETs were carried out, and as a result, their continuous operation up to 2 MGy was confirmed.
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; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; et al.
Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.134 - 137, 2015/11
Influence of -ray irradiation under high temperature and high humidity circumstance on the electrical characteristics of Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) was investigated. The drain current (I
)-gate voltage (V
) curves shifted to the negative voltage side and no significant further shift was observed with increasing the dose above 10 kGy. Suppression of the negative shift of threshold voltage (V
) means that positive charges generated by irradiation were thermally annealed by elevated temperature during irradiation. The leakage current slightly increased at 5 and 10 kGy, however, those values recovered to be approximately the initial value above 40 kGy. Humidity circumstance attributed to remarkable suppression of the leakage current in comparison with dry circumstance.
吉川 潔*; 多幾山 憲*; 大西 正視*; 山本 靖*; 長崎 百伸*; 増田 開*; 督 壽之*; 堀池 寛*
JAERI-Tech 2005-006, 116 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-006.pdf:24.79MB
ヘリウムのシュタルク効果を用いたレーザ誘起蛍光電界分布計測を球状静電閉じ込め型核融合中性子/陽子源装置中の重水素プラズマに適用可能とするため、入射用ヘリウム励起パルス原子線の高効率発生法を開発,確立するための研究を行った。さまざまなプラズマ生成方式を検討し、最終的にマグネトロン方式により、ヘリウム原子線との相互作用長の長いレーストラック形状のプラズマの低圧力化での生成が、簡潔・コンパクトな構成で可能となった。また、高密度の超音速パルス原子線の高繰り返し入射を実現するための装置を設計・製作して、性能を評価した。そして、高密度化を達成するための装置の改善点が明らかとなり、当初目標の達成が十分視野に入るまでになった。
大島 武
放射線と産業, (105), p.12 - 18, 2005/03
炭化ケイ素(SiC)半導体素子の開発の現状を素子作製プロセス技術の観点からレビューした。素子作製プロセス技術としては、おもに高温不純物導入によるn型伝導SiCの形成技術及び水素燃焼酸化と酸化後熱処理の組合せによる界面特性向上技術について解説した。さらに、これらの素子作製プロセスを応用することで立方晶(3C)SiCエピタキシャル基板上に作製した金属-酸化物-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の優れた電気特性、特に、世界最高チャンネル移動度,酸化膜の耐電圧について紹介した。
大島 武; Lee, K. K.; 石田 夕起*; 児島 一聡*; 田中 保宣*; 高橋 徹夫*; 吉川 正人; 奥村 元*; 荒井 和雄*; 神谷 富裕
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 42(6B), p.L625 - L627, 2003/06
被引用回数：39 パーセンタイル：77.38(Physics, Applied)炭化ケイ素(SiC)半導体は、大電力・高周波素子への応用が期待されているが、結晶成長や素子作製技術が確立しておらず、実用化への課題となっている。特に、金属-酸化膜-半導体(MOS)電界効果トランジスタ(FET)のチャンネル移動度の向上は実用化に不可欠となっている。これまで、結晶作製技術の問題より六方晶SiCが主な研究対象であったが、近年、立方晶SiC(3C-SiC)の厚膜化が可能となり、その厚膜を基板とすることでホモエピタキシャル成長を行うことが可能となった。本研究では、化学気相法により1650
Cでホモエピタキシャル成長させた立方晶SiC上にMOSFETを作製した。MOSFETのソース,ドレイン領域は800Cでのイオン注入及び1650Cで3分間のAr熱処理することで作製し、ゲート酸化膜は1100Cでの水素燃焼酸化により形成した。電気特性よりチャンネル移動度を見積もったところ260 cm
/Vsという非常に優れた値が得られた。また、酸化膜耐電圧を計測したところ絶縁破壊開始電界が8.5MV/cmというほぼ理想値を得た。
小川 俊英; 星野 克道; 金澤 貞善*; 三枝 幹雄*; 井戸 毅*; 川島 寿人; 糟谷 直宏*; 高瀬 雄一*; 木村 晴行; 三浦 幸俊; et al.
Nuclear Fusion, 41(12), p.1767 - 1775, 2001/12
被引用回数：36 パーセンタイル：70.86(Physics, Fluids & Plasmas)JFT-2Mでは、世界で初めて速波電流駆動用に進行波型(コムライン)アンテナを用いた実験を行い、新しい応用の実証を行っている。電子サイクロトロン加熱中のプラズマで、方向性の高い速波入射により少なくとも10keV以上の高エネルギー電子がプラズマ中心に生成されることを確認した。電流駆動方向を変えた放電を比較したが、ループ電圧、軟X線スペクトルに顕著な差は見られず、駆動電流の評価には至っていない。2周波数同時入射によって励起されるビート波が作るPonderomotiveポテンシャルを重イオンビームプローブ計測を用いて測定することに成功した。0.4
r/a1.0の範囲でポテンシャルの空間分布が測定でき、速波の電磁界分布の直接測定法として使える可能性を示した。コムライン・アンテナが作る高周波電界により、広いトロイダル磁場範囲でプラズマが生成できることを実証した。
大内 伸夫; 原研/KEKリニアック設計チーム
KEK Proceedings 2000-23, p.39 - 43, 2001/02
原研では、高エネルギー加速器研究機構(KEK)と共同で陽子加速器用超伝導空胴の開発を進めている。平成11年度には、単セル空胴(
=0.886,2個)の処理・試験、5セル空胴(=0.5及び=0.886)の処理・試験、及びパルス運転時のダイナミックローレンツデチューニングの測定を行った。単セル空胴では、最大表面電界45~51MV/mを達成し、良好な性能を得たが、5セル空胴では、18~20MV/mとなっており、単セル空胴ほどの性能は得られていない。また、パルス運転時のダイナミックローレンツデチューニングの測定では、モデル計算と良好な一致を示し、モデル計算の妥当性が実証された。
西 正孝; 山西 敏彦; 河村 繕範; 岩井 保則; 磯部 兼嗣; 大平 茂; 林 巧; 中村 博文; 小林 和容; 鈴木 卓美; et al.
Fusion Engineering and Design, 49-50, p.879 - 883, 2000/11
被引用回数：4 パーセンタイル：32.51(Nuclear Science & Technology)原研では、トリチウムプロセス研究棟(TPL)において核融合炉燃料プロセスの研究開発を主要な研究課題の一つとして進めている。最近はITER燃料系の模擬試験に重点を置いており、世界で唯一の模擬ループの試験を開始している。ループは、ZrCoトリチウム貯蔵ベット,プラズマ排ガス処理系,深冷蒸留による同位体分離系、及びマイクロガスクロマトグラフと、光ファイバーによるレーザーラマン分析系より構成される。プラズマ排ガスを模擬したDTとHe,メタンなどの混合ガスは連続的に循環処理され、不純物元素の排出と純DTガスの再循環が模擬される。実験では、リアルタイム分析の特徴を生かして、総合システムとしての挙動の測定,動特性の解析と、運転制御法の開発を行っている。また、実験をサポートするトリチウム安全設備の運転結果についても言及する。
Zhidkov, A. G.; 佐々木 明
Physics of Plasmas, 7(5), p.1341 - 1344, 2000/05
被引用回数：33 パーセンタイル：69.43(Physics, Fluids & Plasmas)超短パルス高強度レーザーで薄膜ターゲットを照射すると、前方と後方に高エネルギーイオンが放出される。従来は、高強度レーザー照射によって薄膜は瞬間的に高温度に加熱され、瞬時に全体が完全電離状態になると考えられていた。しかし、電子衝突電離には数ps以上の時間を要し、光電界電離(OFI)は薄膜の表面から表皮厚さ以内のごく薄い領域にしか作用しない。われわれは原子過程を含むPICコードを用いて、高強度レーザー照射によって生成した高速電子が薄膜の裏面に強い静電界を作り、その大きさはレーザー光の電界と同程度になって媒質ので電離を引き起こすことを明らかにした。加速されるイオンのエネルギーは価数に比例することから、プラズマ電界電離(PFI)が薄膜から前方に放出されるイオンの特性を支配することがわかった。
望月 孝晏*; 宮本 修治*; 天野 壮*; 井上 隆博*; 八束 充保*; 長谷川 信; 山崎 良雄
JNC TY9400 2000-008, 20 Pages, 2000/03
JNC-TY9400-2000-008.pdf:0.81MB
本報告書は、姫路工業大学と核燃料サイクル機構が、光陰極(フォトカソード)電子銃による高輝度電子ビームの研究に関して、共同で実施した研究成果をとりまとめたものである。本研究の目的は、光電子放出(フォトエミッション)型電子銃を用いて高品質電子ビームを発生するために、電子銃の特性とダイナミックスを計算機シミュレーションおよび実験研究により調べ、フォトエミッション型電子銃の応用の可能性を評価することである。電子ビーム品質の改善・高輝度化は、自由電子レーザー(Free Electron Laser:FEL)等の応用上、性能を決定する主要な項目で各種の方法が試みられている。レーザーフォトカソードを用いた電子銃は、短パルスレーザーによる制御性の増加も加えて、電子銃の大きな改善を可能とすると期待されている。フォトカソードを利用する電子源は、古くから利用されてきているが、近年の安定なモードロックレーザー技術の進歩により、高周波(RF)電子銃に安定に同期した発生が可能となり、新しい展開が開けている。本研究では、フォトエミッションをニードルカソード先端の高電界の元で行うことにより、フォトエミッションの量子効率の大幅な改善が行われることを、実験的に示し、それを用いたRF電子銃の計算機シミュレーションによるパラメーターサーベイを行った。
三枝 幹雄*; 金澤 貞善; 小川 俊英; 井戸 毅*; 川島 寿人; 菊池 一夫; 福山 淳*; 神谷 健作; JFT-2Mチーム
Proceedings of 2000 International Congress on Plasma Physics (ICPP 2000), Vol.3, p.844 - 847, 2000/00
トロイダルプラズマ電流駆動方式として有望な速波電流駆動方式の物理的研究をJFT-2Mにおいて行った。従来は電流が駆動されたか否かをマクロにループ電圧の減少、モーショナルシュタルク効果による電流分布解析を用いて行っていたが、より詳細な波動物理の研究を可能とするため、直接トカマクプラズマ中の高周波電界分布を測定する新しい方法を提案し、実験,理論及び数値計算により実証を行った。具体的な方法としては2つの周波数の速波を同じアンテナから励起し、そのビート波により生じるポンデロモーティブポテンシャルの振幅分布を、重イオンビームプローブで測定した結果、Full waveコードの計算結果とほぼ一致することを確認した。
草野 譲一; 大内 伸夫; 赤岡 伸雄*; 竹田 修*; 松岡 雅則*; 斎藤 健治*; 野口 修一*; 井上 均*; 椋木 健*; 水本 元治
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.317 - 319, 2000/00
原研と高エネルギー加速器研究機構(KEK)との共同で建設を進めようとしている「大強度陽子加速器計画」では、陽子エネルギー200MeV~600MeVの範囲の線形加速器(リニアック)に加速効率の良い超伝導リニアックの採用を予定している。1995年から、KEKとの共同研究として開発を進めてきた超伝導加速空胴は単セル空胴では、世界最高の表面電界強度を得るなど着実な成果を挙げた。開発の第2ステップとして実機に近い多連セル空胴の試作開発を1998年から開始し、2000年春までにエネルギー領域の異なる2種類の空胴(=0.5と=0.89各5連セル空胴)の試作試験を行ったので報告する。空胴性能としては目標値(最大表面電解値で16MV/m)を達成しているが、単セル空胴性能と比較すると限界値が低く、この原因を検討している。
中山 元林; 遠山 伸一; 野村 昌弘; 平野 耕一郎; 山崎 良雄; 佐藤 勇
JNC TN9400 99-073, 18 Pages, 1999/08
線形加速器だけでなく、円形加速器や蓄積リングを含めた大電流加速器として進行波還流型加速構造を提案する。その構造は常伝導の加速構造であるが、連続波でビーム電流を10Aまで加速することが可能である。このような加速管では大電流においてビーム不安定性による共鳴電界が発生し易く、空洞内で発生した高次モードを消すためにはビーム輸送の口径を大きくする必要がある。このような加速構造は、高効率であるだけでなく大電力入力も可能であり、また励起モードの蓄積エネルギーも非常に小さい。このような加速管は、シングルモード型と呼ばれており、円形加速器の位相安定化のためビームがRFの最適位相からずれても、空洞のデチューニングは必要としない。本報告書では、このような特徴を有する大電流加速管について、検討結果を報告する。
小林 信一*; 水澤 正*; 白井 賢治*; 齊藤 芳男*; 荻原 徳男; R.V.Latham*
Applied Surface Science, 146(1-4), p.148 - 151, 1999/00
被引用回数：1 パーセンタイル：8.71(Chemistry, Physical)集積型電界放射電子源が真空マイクロエレクトロニクスの分野において開発されつつある。実用化にあたっては各電子放射サイトにおける電子放出の強化と安定化が重要な要素である。そのためには、電界電子放射サイトの直接観察が重要となる。そこで、Lathamの考案に基づき、平滑(マクロな意味で)なカソード面における電子放出サイトを観察しうる電子顕微鏡を開発した。本論文では、この電子顕微鏡の動作の概要及び集積型電界放射電子源からの電子放出像の観察についてのべる。各サイトからの電子放出は時間的に安定しておらず、全体として、放出サイト数の統計的な安定化作用により放出電流が安定化されることが判明した。
藤原 幸雄; 花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 北川 禎*; 宮本 賢治; 森下 卓俊; 奥村 義和; 高柳 智弘; 谷口 正樹; 渡邊 和弘
第10回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム報文集, p.87 - 92, 1999/00
原研では、MeV級負イオン源を用いた静電型多孔多段加速系による1MeV加速技術の研究開発を進めている。負イオンビームの1MeV安定加速のためには、負イオン源加速部の耐電圧性能を1MV以上にすることが前提条件である。陰極3重点の電界緩和用リングを取り付け、またコンディショニング法の改善や加速管内部のガス圧の最適化によって1MVの耐圧を実現し、水素負イオンの1MeV加速に成功した。さらに、セシウムを添加して負イオン電流密度を上げ、多孔多段加速系のビーム光学に関する研究をすすめ、現在までのところ、200mAの水素負イオンビーム(電流密度15mA/cm)を収束性良く700keVまで加速することに成功している。
加道 雅孝; 永島 圭介; 匂坂 明人*; 長谷川 登; 田中 桃子; 加藤 義章
Inst. Phys. Conf. Ser., (159), p.293 - 296, 1999/00
OFIを用いた再結合型X線レーザーの発振においては、プラズマの電子温度を低く抑えることとレーザーのプラズマ中の伝搬距離を長く取ることが重要である。レーザーをガス中に高強度で集光すると、OFIによりイオン化が起こる。イオン化は、レーザー強度の高いビームの光軸付近で強く起こり、電子密度が高くなる。その結果、屈折効果によりレーザーはプラズマ中を伝搬するに従って広がり、真空中に比べて伝搬距離が短くなる。屈折の効果を考慮して、OFIプラズマ中を伝搬する極短パルスレーザーの計算コードを作成し、水素とネオンの混合ガスを用いた場合のレーザーの伝搬長及び、X線レーザー利得の空間分布についての詳細な計算を行った。さらに、OFI再結合方式X線レーザーの実験条件の最適化を行い、利得長積を求めた。
山内 俊彦; 石毛 洋一*; 小沢 皓雄*; 椎名 富雄
Physics Letters A, 247(4-5), p.330 - 338, 1998/00
被引用回数：4 パーセンタイル：38.81(Physics, Multidisciplinary)JFT-2M Hモードプラズマにおける電子温度・密度分布をTVTSを使って精度の高い分布を得た。その分布を使って以下の物理が明らかとなった。まず、Hモードにおける周辺の温度勾配はLモードより5~6倍大きい。次に電子温度のスケール長はHモードの初めに密度のスケール長と等しいことが判った。また、Hモードにおける温度のスケール長の逆数(減衰率)はオーミック加熱と対照的に密度の減衰率より大きい。次に、ELMyHモードにおいて、周辺の密度分布はセパラトリックスの外側にはみ出た広い分布となり、温度及び密度のスケール長はELMyのないHモードのものより長い。
竹内 末広; 松田 誠
Proc. of 8th Workshop on RF Superconductivity, 1, p.237 - 247, 1998/00
原研タンデム・ブースターは46個の1/4波長型超電導加速空洞からなる重イオンリニアックで1994年に完成し今日まで大きなトラブルもなく順調に稼動しており、週末の利用も運転員を必要としないほど長時間にわたって安定である。問題は「Q-disease」と呼ばれるQ値低下の現象で空洞の表面処理中に水素が空洞のNb表面に吸着し、空洞をゆっくり室温から液体ヘリウム温度に冷却する途中130~90Kで水素化物が表面に析出するためにQ値低下の症状が出るものである。これについては130~90K間を分割冷却(空洞を3グループに分けて順次冷却する方法)によって冷却速度を約3倍増し、off-lineテスト値の30~57%に落ち込んでいたQ値を64~79%まで回復することに成功している。この結果加速用空洞の加速電界の平均は5.4MV/m(1997年7月現在)となっており、現在も高い性能を維持している。
永島 圭介; 的場 徹; 宅間 宏*
Physical Review A, 56(6), p.5183 - 5186, 1997/12
被引用回数：8 パーセンタイル：43.93(Optics)高強度極短パルスレーザーを用いた再結合型X線レーザーの方式として、水素ガスと高Z原子の混合ガスを利用する方法を提案した。ここで、高Z原子はレーザー発振する媒体であり、光電界電離過程によって生成される電子のエネルギーを低くするために、多量の水素を混入している。リチウム様ネオンにおいて、主量子数が3から2への遷移では、発振波長が98
のX線レーザーが期待されており、混合ガスを用いた方式において数値計算によりレーザーゲインの評価を行った。ネオン密度を9
10
cm
とし、この60倍の水素密度を用いた場合に、最大のゲインが得られることが分かった。
勝田 忠広*; 多幾山 憲*; 尾田 年充*; 水野 勝弘*; 小川 俊英
Fusion Engineering and Design, 34-35, p.769 - 772, 1997/03
被引用回数：7 パーセンタイル：52.66(Nuclear Science & Technology)超音速ヘリウム原子ビームを用いたプラズマ周辺部の電界測定法について報告する。超音速ビームとして入射されたヘリウム原子の大半は、プラズマ周辺部で励起されイオンになる。このときシュタルク効果による準安定準位からの禁制励起を波長可変レーザーを用いて行うと、電界の2乗に比例した誘起蛍光強度が得られる。そこで、この誘起蛍光の測定から電界強度を評価できる。JFT-2Mプラズマをターゲットとして、超音速ビームを入射した時のヘリウム原子の励起準位占有密度を衝突放射モデルによる数値計算から算出した。この計算によると、ヘリウムビームはプラズマ表面から10cm程度まで進入でき、表面から1cmのところでも測定に十分な準安定原子の密度が得られることがわかった。この結果、50v/cm程度の電界まで測定可能であることが示された。
