ガリウム・ヒ素放射線検出器の開発

砷化镓辐射探测器的研制

基本信息

批准号：
01840005
负责人：
鈴木洋一郎
金额：
$ 4.67万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至 1990
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01840005/
关键词：
ガリウム・ヒ素半導体放射線検出器マイクロ・ストリップ

项目摘要

ガリウムヒ素半導体検出器は、シリコンにつぐ次世代検出器として、注目を集めている。又、ガリウムヒ素はシリコンよりも放射線損傷に強いと予想されており、実際にテストすることは、極めて重要である。昨年度、我々は1cm角で、0.9mm巾のストリップ10本を持つガリウムヒ素ストリップ検出器の製作を行ない、基本特性の測定を行なった。不純物濃度は、2.6×10^<14>cm^<-3>で、逆バイアス〜40Vでの接合容量は〜100pFである。18keVガンマ線に対して、分解能は、±4keVであった。本年度は、65MeVの陽子ビ-ムを用いてガリウムヒ素検出器の放射線損傷の実験を、阪大AVFを用いておこなった。1Mradから2Mradの照射を、4つのサンプルに対しておこなった。照射による暗電流の増加は、1ストリップあたり、50〜100mA/Mradであった。暗電流の増加は△Ileak(A/cm^2)=α_p(65MeV)φ(partides/cm^2)と表わすと、比例係数、α_p(65MeV)で評価することができ、ガリウムヒ素検出器の場合(3〜6)×10^<-17>であった。これを、シリコン検出器での値、11×10^<-17>と比べると、2〜3倍良いことになる。以上、2年間の成果として、我々は、シリコンよりも放射線損傷に強い、放射線検出器の開発に成功した。開発した検出器は、1cm角であり広い応用の可能性を持つものである。又、最小電離粒子の検出にも成功しており、特に、放射線レベル高い所での軌跡検出器として、用いることができる。

作为硅之后的下一代探测器，砷化甘氨酸半导体探测器引起了人们的注意。同样，预计砷对辐射损伤的抵抗力比硅具有更大的抵抗力，并且在实践中对其进行测试非常重要。去年，我们在1厘米正方形的0.9mm宽度上制造了一个砷耐冰条检测器，并测量了基本特征。杂质浓度为2.6×10^<14> cm^<-3>，反向偏置〜40V时的连接电容为〜100pf。对于18kev伽马射线，分辨率为±4kev。今年，我们使用大阪大学AVF使用65 MEV质子束进行了一项实验，以损坏砷耐探测器。在四个样品上辐照了1至2个MRAD。深色电流随辐照的增加在每条条50-100 mA/mrad之间。暗电流的增加可以通过比例系数α_p（65mev）来评估，如△iileak（a/cm^2）=α_p（65mev）φ（partides/cm^2），对于砷化韧带检测器，它是（3-6）×10^<-17> 17>。这是硅检测器值的2-3倍，11×10^<-17>。由于超过两年，我们成功地开发了一种比硅更耐辐射损伤的辐射探测器。开发的检测器为1厘米，并具有广泛的应用。它也已成功检测到最低电离的颗粒，尤其可以用作高辐射水平的基因座检测器。