宇宙線起因の熱中性子を99％以上遮蔽するガドリニウム金属箔を開発 ～半導体ソフトエラー低減に向けた新たな材料技術～

北海道大学と三井金属の研究グループは、宇宙線によって生成される熱中性子を99％以上遮蔽できる厚さ約0.1mmの極薄ガドリニウム金属箔を開発した。近年、航空機、通信設備、データセンターなどで使用される半導体デバイスでは、宇宙線由来の中性子によってメモリや論理回路の情報が書き換わる「ソフトエラー」が問題となっている。特に熱中性子はエネルギーが低いにもかかわらず、高速中性子に匹敵する確率で誤動作を引き起こすことが知られている。研究では、熱中性子吸収断面積が極めて大きいレアアース元素ガドリニウムを用いた金属箔を開発し、北海道大学の電子加速器駆動パルス中性子実験施設HUNSにおいて性能を評価した。その結果、わずか0.1mm程度の厚みで熱中性子を99%以上遮蔽できることを実証した。極薄材料であるため半導体チップや電子機器への直接実装が可能であり、将来的には塗料や溶射材への応用も期待される。半導体の信頼性向上や宇宙線ソフトエラー対策技術として重要な成果である。