精密分光による広域Ｘ線サーベイをめざした数万画素のＴＥＳ型Ｘ線カメラの研究

用于广域X射线精密光谱测量的TES型数万像素X射线相机研究

• 批准号: 17J07948
• 负责人: 林 佑
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency (2018)The University of Tokyo (2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J07948/
• 关键词: TES; X線; Transition edge sensor; 走査透過型電子顕微鏡

本年度は昨年度までに進めた広域X線サーベイをめざした大型TES型X線カメラとカメラシステムの基礎となるTESカロリメータのマッシュルーム型吸収体開発を行った。このマッシュルーム型吸収体は従来の吸収体に対して、10倍以上の有効面積を持つ構造である。しかし、マッシュルーム型の制作ではマッシュルーム型吸収体の下層部のフォトレジストが熱変性によって除去できず問題となっていた。この問題の原因は、フォトレジストが吸収体の蒸着によるプロセスで熱負荷がかかりフォトレジストが変質してしまったためと考えられる。そこで、蒸着による吸収体の制作プロセスの見直しと熱耐性のあるフォトレジストの導入を行った。熱負荷を抑え数um程度の厚みを成膜する方法に電析法がある。電極となるseed層を蒸着で成膜する必要があるが、蒸着で3umの厚みを成膜するよりも蒸着時間を抑えることが可能である。seed層蒸着の際の熱負荷に耐えられるフォトレジストを導入し、目的のフォトレジストの厚みになるような条件出しや電極を成膜した際に断線しないよう角を滑らかにする条件出しを行った。条件出し後に実際にseed層のみ(電析を行わずに)でマッシュルーム型形成試験を行った結果、吸収体の下層のフォトレジストの除去が可能であることを確認した。また、昨年度までに構築した64素子TESカロリメータと64素子の読み出しシステムを用いて、TESカロリメータの応答関数の高精度化を行い、系統誤差を小さくした定量分析手法を構築し、実際の地球外物質に含まれるカンラン石とSiO2を用いて定量分析の実証を行った。さらに、昨年度まで低温増幅器の読み出し数が30素子以下であった原因となっている低温増幅器の搭載ユニットの歩留まりを改善した。

This year, the development of large-scale TES type X-ray absorption system has been carried out since last year. This type of absorber has a structure that is more than 10 times larger than the original absorber. The lower layer of the absorber is heated and removed. The reason for this problem is that the heat load of the absorber is too high. The preparation of the absorber is carried out in accordance with the requirements of heat resistance. The heat load is reduced by several um and the film is formed by electrodeposition. It is necessary to steam the electrode and seed layer to form a film, but it is possible to steam the film to a thickness of 3 um and control the steaming time. The heat load resistance of seed layer is higher than that of target layer. The thickness of seed layer is higher than that of target layer. The condition is confirmed by the test results of the seed layer and the removal of the lower layer of the absorber. In the past year, we have constructed a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. We have also established a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. We have also established a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. We have also established a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. We have established a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. We have established a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. We have established a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. We have established a method for quantitative analysis of 64-element TES and 64-element TES. The reason why the output of the low temperature amplifier was less than 30 pixels last year was that the output of the low temperature amplifier was less than 30 pixels.

项目成果

TES型X線マイクロカロリメータアレイを用いたSTEM-EDSシステムの開発

使用TES型X射线微量热仪阵列开发STEM-EDS系统

• 发表时间: 2017
• 作者: Tasuku Hayashi;H. Muramatsu;K. Maehisa;N. Y. Yamasaki;K. Mitsuda;K. Maehata;T. Hara;林 佑
• 通讯作者: 林 佑

A Study of X-ray Response of the TES X-ray Microcalorimeter for STEM

STEM TES X 射线微量热仪的 X 射线响应研究

• DOI: 10.1109/tasc.2017.2661738
• 发表时间: 2017
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity
• 影响因子: 1.8
• 作者: Haruka Muramatsu;Tasuku Hayashi;Keisei Maehisa;Yuki Nakashima;Kazuhisa Mitsuda;Noriko Y.Yamasaki;Toru Hara and Keisuke Maehata
• 通讯作者: Toru Hara and Keisuke Maehata

Construction of response function of TES X-ray microcalorimeter for STEM-EDS

STEM-EDS TES X射线微量热计响应函数的构建

• DOI: 10.1109/tasc.2019.2902304
• 发表时间: 2019
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity
• 影响因子: 1.8
• 作者: Tasuku Hayashi;Haruka Muramatsu;Keisei Maehisa;Noriko Y. Yamasaki;Kazuhisa Mitsuda;Keisuke Maehata and Toru Hara
• 通讯作者: Keisuke Maehata and Toru Hara

An X-ray TES Detector Head Assembly for a STEM?EDS System and Its Performance

用于 STEM?EDS 系统的 X 射线 TES 探测器头组件及其性能

• DOI: 10.1007/s10909-018-2013-1
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics
• 影响因子: 2
• 作者: Hayashi Tasuku;Muramatsu Haruka;Maehisa Keisei;Yamasaki Noriko Y.;Mitsuda Kazuhisa;Takano Akira;Yoshimoto Shota;Maehata Keisuke;Hidaka Mutsuo;Yamamori Hirotake;Hara Toru
• 通讯作者: Hara Toru

X線高分光分析に向けた TESカロリメータの応答関数の構築

X射线高能谱TES量热仪响应函数的构建

• 发表时间: 2019
• 作者: 林 佑;村松 はるか;山崎 典子;満田 和久;前畑 京介;原 徹
• 通讯作者: 原 徹