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新開発半導体を用いた低エネルギープラズマイオン検出素子の開発

使用新开发的半导体开发低能量等离子体离子检测元件

基本信息

批准号：
08780443
负责人：
近藤真史
金额：
$ 0.64万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

半導体検出器のプラズマX線やイオン、並びに電子等に対する感度について、我々が最近提唱した半導体X線検出器新感度理論を用いると実験データを詳細に説明できる事を明らかにした。本研究では、この我々の半導体新感度理論を応用して、通常の半導体表面の絶縁層(SiO_2)に適量のN_2を付加する事等により、(i)この絶縁層と有感度層間での入射プラズマイオンの捕捉による半導体中での入射粒子の堆積・蓄積を防ぎ、これに起因する感度特性の経時的劣化を一掃した、新型プラズマイオン計測用半導体検出器の試作・開発を行ない、(ii)この様な絶縁層の工夫により、従来の検出器では計測不可能であった低温プラズマイオン(<1keV)測定用の新型半導体計測器を開発する事を研究目的としている。半導体プラズマイオン検出器の開発は、米国のサンディア国立研究所、及び表面絶縁層制御実績に定評のある米国半導体メーカーIRD社のSiO_2表面層制御技術を用いて、検出器の作成に対する技術的支援、及び作成を行った。更にこのSiO_2層制御により、絶縁層を50Å以下の層厚とし、そこでのプラズマイオンエネルギー損失により、従来低エネルギーイオンが測れなかった点を、同時に解決できる見通しとなった。この低エネルギーイオン計測用新型半導体検出器の性能の実証は、まず単色エネルギーイオン源により、半導体検出器感度のイオンエネルギー依存性を測定した。更に、この半導体検出器をガンマ10タンデムミラー装置端部に設置し、端部に流出するプラズマイオンを実際に計測した。この結果、従来の検出器に比べ2オーダー低いエネルギー(〜100eV)から感度を持ち、3-4オーダー検出効率の高い半導体イオン検出器の開発に成功した。また、この半導体検出器を用いたガンマ10の端損失イオンエネルギースペクトルが得られ、プラズマ閉じ込め電位、端損失イオン温度、端損失イオン流の計測が可能であることを確認した。

Semiconductor detectors have recently been proposed for use in X-ray detectors, electron detectors, and other sensitive applications. In this paper, we apply the new sensitivity theory of semiconductor to solve the problem of proper N_2 addition in the insulating layer (SiO_2) on the surface of semiconductor.(i) The incident particles between the insulating layer and the sensitive layer are trapped, and the accumulation and accumulation of incident particles in semiconductor are prevented.(ii) The sensitivity characteristics of semiconductor are deteriorated due to the change of sensitivity characteristics. The purpose of this research is to test and develop a new semiconductor detector for low temperature measurement (<1keV). The development of semiconductor detectors, the evaluation of the performance of the SiO_2 surface layer manufacturing technology of the National Semiconductor Research Institute, and the technical support and manufacturing of the detectors. In addition, the SiO_2 layer thickness is less than 50 mm, and the SiO_2 layer thickness is less than 50 mm. The performance of a new semiconductor detector for low-temperature measurement was demonstrated, and the dependence of the sensor on the temperature of the semiconductor detector was measured. In addition, the semiconductor detector is set at the end of the device and measured at the end. As a result, the semiconductor detector was successfully developed with a high detection efficiency and a low sensitivity (~ 100eV). The semiconductor detector can be used to measure the terminal loss, terminal temperature and terminal flow.