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論文

Measurement of ion beam induced current in quantum dot solar cells

中村 徹哉*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 菅谷 武芳*; 望月 透*; 岡野 好伸*; 大島 武

Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.73 - 76, 2015/11

量子ドット太陽電池の放射線劣化メカニズムの解明を目指し、ガリウムひ素(GaAs)半導体中に量子ドットを含むi層を導入したpin太陽電池の放射線照射効果に関する研究を推進している。これまでに、量子ドット太陽電池は放射線照射により曲線因子(FF)が大きく劣化することを報告しているが、今回は、そのメカニズムを明らかにするために、低エネルギー陽子線照射によって生成する電流(イオンビーム誘起電流: IBIC)を測定し、空乏化している量子ドット層内での少数キャリアの振る舞いを調べた。陽子線のエネルギーは量子ドット層に損傷が導入されるような条件とし、結晶損傷が蓄積されることで生成電流がどのように減少していくかを観察した。その結果、陽子線照射によって量子ドット層内に蓄積した欠陥に起因するキャリア収集効率の低下がFF劣化の主要因であることが明らかとなった。

論文

Proton irradiation enhancement of low-field negative magnetoresistance sensitivity of AlGaN/GaN-based magnetic sensor at cryogenic temperature

Abderrahmane, A.*; Ko, P. J.*; 岡田 浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*

IEEE Electron Device Letters, 35(11), p.1130 - 1132, 2014/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:61.16(Engineering, Electrical & Electronic)

宇宙用磁気センサーへの応用が期待されるAlGaN/GaNマイクロホールセンサーの縦方向と横方向の磁気抵抗に対する陽子線照射効果を明らかにするため、室温にて380keV陽子線を10$$^{14}$$cm$$^{-2}$$の線量照射した。磁気特性変化を調べた結果、照射後も同等の磁気感度を維持し、4Kといった低温における最低検出磁気強度もほぼ同等であった。一方、磁気抵抗感度は160から417V/(A$$cdot$$T)へとむしろ向上することが分かった。この値は、これまで報告されてきたAlGaN/GaN系マイクロホールセンサーの磁気抵抗感度の中で最高値である。このことから、このレベルの線量の陽子線照射により磁気抵抗感度の改善が図れることを明らかにした。

論文

Impact of nanostructures and radiation environment on defect levels in III-V solar cells

Hubbard, S.*; 佐藤 真一郎; Schmieder, K.*; Strong, W.*; Forbes, D.*; Bailey, C. G.*; Hoheisel, R.*; Walters, R. J.*

Proceedings of 40th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-40) (CD-ROM), p.1045 - 1050, 2014/06

量子ドット(QD)を含むガリウム砒素(GaAs)pn接合ダイオードとQDを含まないpnダイオードに対する、1MeV電子線及び140keV陽子線照射の影響を欠陥準位評価(DLTS)法によって評価した。照射前のQDダイオードからはEc$$-$$0.75eVの欠陥準位が観測され、電子線照射後はそれに加えて、GaAsにおいてよく見られるE3, E4トラップと思われる準位が観測された。QDを含まないGaAsダイオードと比較すると、点欠陥起因のE3のトラップ密度は低く、複合欠陥起因のE4トラップ密度は高くなる傾向にあることが分かった。同様に、陽子線照射後はPR1, PR2, PR4'トラップが観測された。QDを含まないGaAsダイオードの結果と比較すると、PR4'のトラップ密度は低く、PR2については有意な差が見られないことが分かった。これらの結果から、QD層が点欠陥の生成を抑制し、逆に複合欠陥を生成しやすくする可能性があると結論付けられる。

論文

Effect of irradiation on gallium arsenide solar cells with multi quantum well structures

Maximenko, S.*; Lumb, M.*; Hoheisel, R.*; Gonz$'a$lez, M.*; Scheiman, D.*; Messenger, S.*; Tibbits, T. N. D.*; 今泉 充*; 大島 武; 佐藤 真一郎; et al.

Proceedings of 40th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-40) (CD-ROM), p.2144 - 2148, 2014/06

多重量子井戸(MQW)構造を持つガリウム砒素(GaAs)太陽電池の放射線応答を明らかにするため、電子線および陽子線を照射し、電子線誘起電流(EBIC)測定および、容量・電圧(CV)測定を用いて複合的に解析した。MQW層の電子輸送特性をEBICによって調べ、2次元拡散モデルを用いて解析したところ、照射によりMQW層における電界強度分布が不均一化することが明らかとなった。また、CV測定の結果から、はじき出し損傷量が1$$times10^{-8}$$MeV/g以下の領域でMQW層の伝導型が弱いn型からp型へ変化している可能性が見出された。この結果は、EBICの測定結果から得られる電界強度の変化と一致しており、MQW層における特有の劣化現象である可能性が示唆された。

論文

High-injection carrier dynamics generated by MeV heavy ions impacting high-speed photodetectors

Laird, J. S.; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 伊藤 久義

Journal of Applied Physics, 98(1), p.013530_1 - 013530_14, 2005/07

 被引用回数:36 パーセンタイル:20.38(Physics, Applied)

放射線環境で使用される高速光検出器に高エネルギーイオンが入射すると、信号に雑音が入り、情報伝達に支障が発生する。このようなシングルイベント現象は、高エネルギーイオンで誘起する高密度の電子・正孔対(プラズマ)の動的挙動と密接に関連する。本研究では、Si pinフォトダイオードにMeV級重イオンを照射し、発生する電子・正孔プラズマの動的挙動を調べ、その過渡応答特性を評価した。実験には複数のイオン種を使用し、その飛程が等しくなるようにエネルギーを調整して照射を行い、過渡応答特性のプラズマ密度依存性を解析した。その結果、過渡応答特性は次の3つのフェーズに分類できることを見いだした。すなわち(a)素子固有の周波数帯域でキャリアの移動が制限される領域,(b)キャリアがアンバイポーラ両極性拡散によって広がる領域,(c)キャリアが空乏層領域の電界によりドリフト運動する領域。

論文

酸化物高温超伝導材料の放射線照射効果

白石 健介*

応用物理, 61(7), p.722 - 725, 1992/00

電子線あるいはガンマ線照射による、電気抵抗率および臨界電流密度の変化に関する実験結果を基に、YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7}$$および(Bi,Pb)$$_{2}$$Sr$$_{2}$$Ca$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{10}$$の放射線照射効果について考察した。酸化物高温超電導材料の粒子線照射による、超電導転移温度および臨界電流密度の変化は、格子原子のはじき出しによるものとして理解できる。なお、非常にエネルギーの高いイオン照射では、熱スパイクによって生じる円柱状の非超電導相が、これらの超電導特性の変化に寄与する。ガンマ線の照射や荷電粒子と格子原子との電子的な相互作用によって、結晶粒界などの界面に生成するアモルファス層は、電気抵抗法で測定する臨界電流密度を低下させる。さらに、YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7}$$に比べて、(BiPb)$$_{2}$$Sr$$_{2}$$Ca$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{10}$$の方が、放射線照射に対する感受性が高いのは、アモルファス層が生成、成長し易いことによると考えられる。

論文

廃水中のタンパク質回収と放射線照射効果

久米 民和; 武久 正昭

食品照射, 17, p.28 - 31, 1982/00

食品や畜産業の廃水からタンパク質等を回収して飼料化することを目的として、キトサンによる廃水からのタンパク質回収効果と放射線照射効果について検討した。馬鈴薯澱粉廃液、血液廃液およびBtreptomyces菌体懸濁液をモデルとして取り上げ、キトサンによる凝集効果を検討した結果、懸濁物質凝集のためのキトサン最適濃度は澱粉廃液で0.8~1.0$$times$$10$$^{-}$$$$^{2}$$%、血液廃液で6~8$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$%菌体懸濁液で3~5$$times$$10$$^{-}$$$$^{4}$$%であった。殺菌線量レベルの照射を行った廃水では、澱粉および血液廃水でキトサンによる凝集促進効果が認められた。とくに澱粉廃液中の水可溶性タンパク質に対するキトサンによる凝集効果は照射により著しく増大させることができた。一方、菌体懸濁液を照射すると、キトサンによる凝集効果は減少することが認められた。

論文

トリシロキサンの放射線照射効果,ガス発生および重合に対するフェニル基の効果について

徳永 興公; 阿部 俊彦

日本化学会誌, 1975(2), p.228 - 233, 1975/02

3種類のフェニル・メチル・トリシロキサンの$$gamma$$-線照射を行ない、発生する気体の収率、分子量の変化、酸素の影響、液体クロマトグラムの測定を行なった。水素とメタンの収率は、フェニル基含有率が高くなるとともに減少した。また、ベンゼンの収率は、フェニル基合有率が高くなるにつれて増加した。特に、フェニル基合有率が最も高いトリシロキサン(F-6)におけるベンゼンの収率は、他の2種類の場合に比べ非常に高い値を示した。この現象は、中央の珪素原子に2個のフェニル基が結合した場合、立体障害により、フェニルラジカルとトリシロキサンラジカルとの再結合反応が妨げられるために起こるものと考えられる。照射により、トリシロキサンの分子量は増加し、酸素によって、高分子量物質は減少し、重合は抑制された。このことは、重合過程にラジカル反応が関与していることを示している。

論文

高分子に対する放射線照射効果

団野 晧文

化学工場, 5(8), p.35 - 40, 1961/00

放射線化学の破究は、この数十年間にめざましい発展をとげ、放射線の有するエネルギーを直接物質に与えていろいろの化学反応を起させ、新しい物質をつくることに成功を納めてきた。この新分野で得られた成果は、特に高分子の領域で有望な化学反応が沢山発見されている。たとえばポリエチレンを照射すると、耐熱性、耐溶解性のすぐれた物質となるので、照射ポリエチレンのフィルムは絶縁材料包装材料としてアメリカや日本などで工業化されている。高分子は炭素水素、酸素などの比較的軽い元素からなり、数百ないし数万個の単量体(monomer)が瓦に結合して、一つの巨大分子をつくっている。高分子の物理化学的性質はこれら単量体の化学構造と、その分子量および分子量分布に依存している。高分子が放射線をうけると、分子量および分子量分布に変化がおこるので、低分子化合物に比べて、わずかの線量をうけても、その影響が顕著にあらわれる。それゆえ、早くからいろいろの高分子に対する放射線効果が研究され、放射線化学の研究端緒を開いた。

口頭

放射光X線マイクロビームを利用した細胞部分照射によるミトコンドリアへの影響

嘉成 由紀子; 神長 輝一; 坂本 由佳; 成田 あゆみ; 野口 実穂; 宇佐美 徳子*; 小林 克己*; 鈴木 啓司*; 横谷 明徳; 藤井 健太郎

no journal, , 

ミトコンドリアは独自のDNAを持ち、生体内エネルギー分子であるATPの生産を担うため、細胞に欠かせない重要な器官である。我々は、細胞の部分照射によるミトコンドリアへの放射線影響を明らかにすることを目的とした。細胞中の特定部位に対する部分照射を行うため、放射光X線マイクロビームを利用した。ヒト線維芽細胞(BJ1 hTERT Fucci)に対し、細胞核照射、細胞質照射及び細胞全体照射の3パターンで照射をし、ミトコンドリアを経時観察した。ミトコンドリアは膜電位に依存して蛍光発色が緑と赤を示すJC-1試薬を用いた。その結果、赤色蛍光で確認される高膜電位のミトコンドリアの面積は、どの照射パターンでも照射直後に大きな値を示し、その後は減少した。細胞核照射では6時間後、細胞質照射では12時間後、細胞全体照射では2時間後まで減少し、その後は増加を示した。細胞質照射後24時間での面積は他の2つの照射パターンと比較し、優位な増加が見られた。以上の結果から、照射部位に依存してミトコンドリアの膜電位の影響が異なる可能性が定性的に示唆された。

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