人工ダイヤモンド結晶を用いた次世代放射線検出器の開発

使用人造金刚石晶体开发下一代辐射探测器

• 批准号: 09740222
• 负责人: 阿蘇 司
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Toyama National College of Maritime Technology
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740222/
• 关键词: 放射線検出器; ダイヤモンド; 半導体検出器

本研究では,ダイヤモンド結晶の半導体としての性質に着目し,低ノイズ放射線検出器を開発することを目的としている.測定に用いたダイヤモンド結晶試料は,化学蒸着(CVD)法により作成された1cm×1cm×250umのものである.信号読み出し電極として,両面に0.8cm×0.8cmの面積で,ダイヤモンド側からTi/Pt/Auのメタライズ処理が行われている.検出器での性能はノイズ量と信号量によって評価できる.ノイズ量は,暗電流量や検出器の静電容量に関係している.そのため,ダイヤモンドの暗電流量を測定した.暗電流は印可電圧を増すにつれて増加したが,印加電圧100Vでも暗電流量は約1.5pAと小さかった.次に3MBqのSr90を検出器表面から約5mm離れたところに設置し,β線照射時に検出器に流れる電流量を測定した.印加電圧100Vでは暗電流量に比べ約6倍の電流量が観測され,放射線強度測定への応用が期待される.次に検出器に増幅器を接続し,オシロスコープを用いて,ノイズとα線信号を観察した.ノイズ量は,印加電圧によらずほぼ一定であった.これはノイズ源が暗電流以外の要因によるものであることを示している.そのため読み出し回路系等の改良により,より低ノイズを実現できる可能性がある.またAm241からのα線信号をオシロスコープにより確認できた.しかしα線の空気中での散乱により,正確なエネルギーを測定することができなかった.現在の実験システムにおけるα線の信号・ノイズ比は4〜5程度であった.本研究により,ダイヤモンド結晶の放射線検出器としての動作が確認できた.また,回路系等に改良を加えることでより信号・ノイズ比を向上できる可能性があることが示された.

This study focuses on the properties of crystalline semiconductors and the development of low-emission radiation detectors. The crystalline sample was prepared by chemical vapor deposition (CVD) method, and was 1cm×1cm×250um in diameter. The signal is emitted from the electrode, and the area of the surface is 0.8cm×0.8cm. The performance of the detector is evaluated by the signal quantity. The relationship between dark current and electrostatic capacity of detector is discussed. The amount of dark current in the air was measured. Dark current can be printed voltage increased, when the voltage of 100V, dark current is about 1.5 pA. Next, 3MBq and Sr90 detector surface is about 5mm away from the detector, and the current flowing through the detector when irradiated with beta rays is measured. When the voltage is 100V, the dark current is about 6 times higher than the current. The second detector is connected to the amplifier, and the second detector is connected to the amplifier.ノイズ量は,印加电圧によらずほぼ一定であった. The source of dark current is not the main cause of dark current. The possibility of realizing the improvement of the circuit system, etc. Am241 α-line signal to identify the first two. The α-ray is scattered in the air, and the correct measurement is made. Now the alpha line of the signal is 4 ~ 5 degrees. In this study, the operation of the crystal radiation detector was confirmed. The loop system is improved by adding.

项目成果

阿蘇 司: "人工ダイヤモンドを用いた放射線検出器の特性" 富山商船高等専門学校研究集録. 32号. (1999)

麻生司：“使用人造钻石的辐射探测器的特性”富山国立海洋科学技术大学研究记录第32号。（1999年）