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論文

Development of an atomated single cell irradiation system combined with a high-energy heavy ion microbeam system

神谷 富裕; 横田 渉; 小林 泰彦; Cholewa, M.*; Krochmal, M. S.*; Laken, G.*; Larsen, I. D.*; Fiddes, L.*; Parkhill, G.*; Dowsey, K.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.27 - 31, 2001/07

 被引用回数:29 パーセンタイル:9.89

原研高崎のAVFサイクロトロンの垂直ビームラインに設置された高エネルギー重イオンマイクロビーム装置において大気中生物細胞へのシングルイオンヒット技術を確立し、細胞自動認識高速ビーム照準システムを導入した。試料皿上に無数に散在する個々の細胞を照射前後にオフラインの顕微鏡において、全自動で認識するために、遠隔駆動の精密ステージと制御計算機及びソフトウェアからなるシステムを開発した。さらに認識された細胞の中から照射すべきものの位置を顕微鏡画像データから自動抽出し、それに基づいて全自動照射するためのオンラインシステムも同時に開発した。今回は、それらのシステムの概要を示し、テスト試料を用いて行った予備的な実験結果について報告する。

論文

STIM imaging for mammalian cell samples before micro-PIXE analyses in air environment at JAERI Takasaki light ion microbeam system

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 及川 将一*; 佐藤 隆博*; 石井 慶造*; 杉本 明日香*; 松山 成男*

International Journal of PIXE, 9(3-4), p.217 - 225, 1999/11

原研高崎の軽イオンマイクロビーム装置において、走査透過イオン顕微鏡(STIM)による大気中動物細胞試料の像が初めて取得された。STIMは微少電流を用いるため高空間分解能でかつ試料への照射損傷のないイメージングが可能であり、マイクロPIXE分析を行う試料への直接的なビーム照準法として導入した。予備実験の試料として凍結乾燥法により有機薄膜上に調整した動物細胞を用いた。有機膜は試料ホルダーであると同時にビームを大気中に引出す窓でもある。膜と試料を透過したイオンのエネルギーを測定するため、検出器としてSi PINダイオードを試料直後に置いた。マイクロビーム走査・多次元データ収集システムによって得られたSTIM像は、マイクロPIXE分析の結果とよく対応づけられた。発表では、STIMシステムの詳細について述べ、得られた結果をマイクロPIXE分析のそれと合わせていくつか紹介する。

論文

An Automated single ion hit at JAERI heavy ion microbeam to observe individual radiation damage

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 内藤 豊*; 浜野 毅*; 平尾 敏雄

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 158(1-4), p.255 - 259, 1999/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:54.6

原研高崎重イオンマイクロビーム装置において、マイクロビーム走査、試料描画及びシングルイオンヒットシステムが組み合わされて自動ビーム照準シングルイオン照射システムが製作された。これを用いてあらかじめ設定された任意のヒットパターンで短時間にかつ自動的に試料へのシングルイオン照射が可能である。この技術は、シングルイベント過渡電流測定等により、1つ1つのイオンの入射に伴う個々の照射損傷を評価するために確立されたものである。今回の実験では、固体飛跡検出器CR-39を用いて、シングルイオンヒットパターンと照射位置精度の評価を行った。また、粒子検出器としてのSi PINフォトダイオードへの同一ヒットポイントへのくりかえしシングルイオン照射によって、個別の損傷の蓄積効果を観察した。

論文

原研重イオンマイクロビームシングルイオンヒット実験

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 内藤 豊*; 濱野 毅*; 平尾 敏雄

F-113-'98/NIES, p.60 - 63, 1998/00

原研高崎の重イオンマイクロビームの装置においては、半導体素子のシングルイベント効果の研究のためにシングルイオンヒットシステムの開発を行ってきた。これまでMCP二次電子検出器による100%のシングルイオン検出効率と、ビームパルス化によるノイズ低減化を達成し、多重ヒット、ミスヒットの抑制に成功した。また、目的とする実験を効率よく行うため、試料へのビーム照準とイオンヒット個数の自動制御システムを製作した。これは従来のマイクロビーム走査二次電子マッピングシステムにカウンター制御機能を付加したもので、これによりマイクロビーム走査エリア内において任意の照射位置を予め設定して任意の個数ずつ入射イオンを数えながら順次打ち込むことが可能となった。これらのことを実証するためにCR-39への重イオンマイクロビームのシングルイオン照射実験を行った。

論文

Accuracy of beam positioning in TIARA

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 浜野 毅*; 須田 保*; 平尾 敏雄

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 130(1-4), p.285 - 288, 1997/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:28.95

原研高崎のTIARAでは、マイクロビーム形成・照射技術の開発を行っている。ビーム形成では、軽イオンで0.3mm以下、重イオンで1$$mu$$m以下を達成している。マイクロビームの試料への照射は、コンピューター制御の静電型走査方式で行われる。このシステムを評価するため、固体飛後検出器であるCR-39にマイクロビームを照射し、エッチング後の照射痕を顕微鏡で観察し、その精度の評価を行った。また、この照射技術を用いて、CR-39上に文字を描いた結果について報告した。

論文

高エネルギー重イオンマイクロビーム装置におけるビーム照準およびシングルイオンヒットシステム

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 須田 保*; 濱野 毅*

BEAMS 1995: 第6回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム講演論文集, 0, p.127 - 130, 1995/00

宇宙用半導体素子のシングルイベント効果(SEU)の研究のため、原研重イオンマイクロビーム装置と組合せたシングルイオンヒットシステムの開発が進められている。ビーム照準は本研究を進めるうえで重要な技術的要素であり、マイクロビームによる試料の二次電子マッピングと高精度試料ステージの駆動により、イオンを目的の位置に打込むことを可能とする。シングルイオンヒットシステムは、シングルイオン検出器と高速ビームスイッチによって構成され、シングルイオンの入射タイミング制御を可能とする。ビームラインへの磁気しゃへいによって、二次電子マッピングにおける漏れ磁場の影響を除くことができた。また、中心開口型の2組のMCPによって構成されるシングルイオン検出器の検出効率を測定し、15MeV Niイオンに対して98%以上の値が得られた。今回は、システムの構成と実験的に得られた知見について考察する。

論文

原研重イオンマイクロビーム装置の制御及びビーム計測

神谷 富裕; 湯藤 秀典; 田中 隆一

第5回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.116 - 119, 1992/07

宇宙用半導体素子のシングルイベント効果の機構解明及びヒット部位依存性評価のため製作された重イオンマイクロビーム装置は、マイクロビーム集束、ビーム照準及びシングルイオンヒットが可能なように設計されている。本装置の制御は、精密レンズ、ビームシフター、ファラデーカップ及びスリット等のビームライン機器の制御と、ビームスキャナー、2次電子検出器及びターゲットステージ等のターゲットシステムの制御に分けられ、それぞれ計算機を介して遠隔で行われる。このシステムを用いてビームサイズ計測やビーム照準が行われ、これまでに15MeVのNi$$^{4+}$$ビームで0.7$$times$$1.1$$mu$$m$$^{2}$$のスポットサイズが確認された。なお、シングルイオン検出器のオフラインでの調整が現在進められており、今後ターゲットシステムに組み込まれる予定である。

論文

重イオンマイクロビーム装置のシングルイオンヒットシステム

神谷 富裕; 湯藤 秀典*; 田中 隆一

第3回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム, p.453 - 456, 1992/00

宇宙用半導体素子におけるシングルイベント効果の基礎的な機構を解明するための重イオンマイクロビーム装置が開発された。本装置は高エネルギーの多種のイオンと1$$mu$$m以下に集束し、試料に1$$mu$$m程度の位置精度でビーム照準を行い、そこに単一イオンを打込むシングルイオンヒットを可能とするよう設計された。我々すでに15MeVNiイオンビームで1$$mu$$nのビームサイズを達成しており、現在ビーム照準とシングルイオンヒットの技術開発を進めている。

論文

Microbeam system for study of single event upset of semiconductor devices

神谷 富裕; 宇都宮 伸宏*; 峰原 英介; 田中 隆一; 大泊 巌*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 64, p.362 - 366, 1992/00

 被引用回数:27 パーセンタイル:9.09

原研のTIARA施設に設置された3MVタンデム加速器に重イオンによる半導体素子のシングルイベント効果の実験を目的としたマイクロビーム装置が取付けられた。同効果の半導体素子における部位依存性を調べるために、マイクロビーム形成、ビーム照準、シングルイオンヒットの3つの基本的な技術が要求される。本装置は、これらの技術を確立するために早稲田大学で行われたマイクロビーム装置とシングルイオンヒットの予備実験の成果に基づいて設計された。今回は、本装置の概要を報告する。

論文

早大-原研イオンマイクロプロ-ブシステムの開発

M.Koh*; 杉森 正章*; 村山 純一*; 則武 克誌*; 松川 貴*; 原 謙一*; 滝口 吉郎*; 神谷 富裕; 宇都宮 伸宏*; 峰原 英介; et al.

Proc. of the Int. Workshop on Radiation Effects of Semiconductor Devices for Spasce Application, p.105 - 111, 1992/00

半導体素子の任意の位置におけるイオン照射効果を評価するためのマイクロプローブが早稲田大学タンデム加速器のビームライン上に設置された。本装置には、イオンビームによる照射位置の照準を容易にするための走査型電子顕微鏡の小型の鏡筒がターゲットチャンバーに組込まれている。現在までに3MeVのヘリウムイオンビームによって1.9$$times$$1.7$$mu$$m$$^{2}$$のビームスポットが確認されている。今回は本装置の概要と、本装置を用いて行った。ビーム径計測実験及び、ビーム照準のテスト実験について述べる。

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