Presentation ダイヤモンドの高速重イオン誘起過渡電流測定とポーラリゼーション効果

佐藤, 真一郎  ,  牧野, 高紘  ,  大島, 武  ,  Vizkelethy, Gyorgy  ,  神谷, 富裕

2017-03-14
Description
高い耐放射線性や優れた電気特性を有する単結晶ダイヤモンドは次世代の半導体粒子検出器材料として期待されており,我々はダイヤモンドの放射線照射効果に関する研究を進めている.今回は,高エネルギー重イオンがヒットしたときに生じる過渡的な電流発生現象を明らかにするために,厚さ50ミクロンの単結晶ダイヤモンドの両面にオーミック電極を形成した試料を用いて,45 MeV Siイオンが入射した際の過渡電流(TRIBIC信号)を観測した.約1ミクロン径のマイクロビームをXY方向にスキャンすることで,局所的な照射欠陥の蓄積を避けるとともにTRIBIC信号の2次元分布を得た.TRIBIC信号強度および電荷収集量(TRIBIC信号の積分値)は,イオン入射の繰り返しによって徐々に減少し,また,電荷収集時間は長くなるという現象が観測された.こうした信号の劣化は,入射面の電極から正の電圧を印加した場合にのみ観測され,負の電圧を印加すると初期の状態にまで回復した.この現象は,深い準位に捕獲されたキャリアがダイヤモンド中の電界強度分布を変化させる「ポーラリゼーション効果」に起因するものと考えられる.そこで,Shockley-Ramo理論に基づく解析を行ったところ,イオンがエネルギー付与する領域において電界強度が大幅に低下すると仮定することで,本研究で得られた結果を概ね再現することができた.
第64回応用物理学会春季学術講演会における発表

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