半導体量子ドットデバイスの放射線応答の調査と放射線検出器への利用

半导体量子点器件的辐射响应研究及其在辐射探测器中的应用

基本信息

批准号：
22K18716
负责人：
吉田斉
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、半導体量子ドット（半導体QD）の電離放射射線耐性及び、放射線検出器用のセンサーとしての利用の可能性を調査，研究する。中性子源を用いた測定では、中性子源が弱いために放射化したGaAs量が少ないという本質的な問題に加え，基板上で放射化した元素（主に198Au）の寿命が長く（64.66時間）、変化が明瞭で無いという点も課題として判明した。そのため、十分なエネルギーの放射線を照射した場合と照射していない場合の状態を短時間で切り替え可能であるような装置系の構築を行う事とした。真空中でも使用できるα線ソース（241Am，エネルギーは5.4メガ電子ボルト）を、クライオスタット外部から移動可能となる様に改造した。この機構によって基板上の，ある限られた領域に対して，放射線を照射した状況と非照射の状況を切り替えることが可能となった。使用したアルファ線ソースは、直径2.4ミリの円形の領域がアクティブであり、基板上の限られた領域にアルファ線を集中的に照射することが可能である。この機構を用いて、量子ポイントコンタクト(QPC)にアルファ線を照射した状態での電流値の振る舞いを調べた。試料はHeガスによる熱交換によって冷却され、実験中の温度は4.6 Kであった。QPCのドレイン-ソース間電圧とドレイン-ゲート間電圧の双方をある値に設定する。アルファ線を照射した状況で、100秒間ドレイン電流を測定する。測定頻度約1 Sample/sである。アルファ線を照射しない状態で100秒間ドレイン電流を測定する。４回くり返して測定を行う。ドレイン-ソース間電圧およびドレイン-ゲート間電圧を複数の組合せで測定を行ったが、アルファ線の照射／非照射で明瞭な差違は見られなかった。しかし、ドレイン電流が安定しておらず、統計的に有意な変化があったかどうかを詳細に解析しているところである。

这项研究调查并研究了半导体量子点（半导体QD）的电离辐射的抵抗力及其用作辐射探测器的传感器的潜力。使用中子来源的测量结果表明，除了基本问题外，由于中子源弱而激活的GAA数量很小，问题是，在基板（64.66小时）上激活元件的寿命（主要是198AU），而变化尚不清楚。因此，决定构建一个设备系统，该系统可以在辐射足够的能量的辐射时可以在状态之间切换，并且在短时间内未辐射辐射时。即使在真空中可以使用的Alpha射线源（241am，5.4 Megaelectron Volts）也已被修改以从低温恒温器的外部移动。这种机制允许在基板上某个有限区域上的辐射照射和非辐照情况之间进行切换。所使用的α线源的直径为2.4 mm，这使浓缩的α线照射到底物上有限的面积。使用这种机制，检查了用alpha射线照射量子点接触（QPC）时电流值的行为。通过与HE气体进行热交换来冷却样品，实验期间的温度为4.6K。将QPC的排水源电压和排水门电压设置为一定值。用α射线照射时，测量排水电流100秒。测量频率约为1个样本。测量排水电流100秒，而不会用α射线辐射。测量进行四次。尽管使用多种组合测量了排水源电压和排水门电压，但是当用alpha射线辐照/非辐射时，未观察到明显的差异。但是，排水电流不稳定，我们目前正在详细分析是否存在统计学意义的变化。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

半導体量子デバイスの放射線応答調査のためのデバイス放射化と定量分析

半导体量子器件辐射响应研究的器件激活和定量分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
吉田斉;湯田秀明;岸本康宏
通讯作者：
岸本康宏

「量子ポイントコンタクトの放射線応答についての研究」

《量子点接触辐射响应研究》

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡部将太;及川輝樹;下司信夫;長谷川健;鈴木和馬，戸丸淳晴，長谷川健;鈴木和馬，戸丸淳晴，長谷川健;吉川洸希，長谷川健，Chris Conway，谷健一郎;望月伸竜，長谷川健，穴井千里，中川光弘，渋谷秀敏;Yosuke Honda;吉田斉，西川隆博，柴田真尚，岸本康宏，大塚朋廣
通讯作者：
吉田斉，西川隆博，柴田真尚，岸本康宏，大塚朋廣

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发表时间：
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影响因子：
0
作者：
Iwata;I.;K.Fushimi et al.;K.Fushimi et al.;H.Nakamura et al.;T.Ogama et al.;S.Umehara et al.;吉田斉;吉田斉;Itaru Shimizu;KamLAND collaboration;Itaru Shimizu;Itaru Shimizu;Keiichi Nagao;Keiichi Nagao;Keiichi Nagao
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通讯作者：
Itaru Shimizu