宇宙X線観測用撮像型半導体素子の開発

宇宙X射线观测用成像型半导体装置的开发

• 批准号: 03452012
• 负责人: 牧島 一夫
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 1992
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03452012/
• 关键词: X線検出器; X線天文学; 半導体検出器; 2次元撮像デバイス; PIN型ダイオード; PIN型ダイオ-ド

本年度は昨年度の成果にもとづき、PIN型シリコンダイオードのアレイを用いた宇宙X線撮像デバイスの開発のため、以下のような研究を行った。(1) 単一のPINダイオード素子を用い、プリアンプの性能向上およびアナログ処理技術の向上をはかった。この結果、常温でも数KeV以上のエネルギー域で安定な動作を実現することができた。光帰還方式も検討を行っている。(2) 上に述べたシステムを-30℃まで冷却し、温度とエネルギー分解能の相関を調べることにより、雑音に寄与するさまざまな成分の評価と分離を行った。現状ではリーク電流が効いているようである。(3) 複数個の素子をアレイ状に並べた場合の、効率の良い信号読み出し方式を、いろいろな角度から検討した。一素子ごとにプリアンプを設けて信号処理する方法が最適であるが、処理回路がぼう大になってしまう。これに代わる方法として、プリンアンプ初段のFETのみは一素子ごとに設け、それ以降の信号をマルチプレクス処理する方法を実験的に検討した。また実際の観測を想定したシミュレーションを行った。(4) 上の場合、ある素子にイベントのあったことを認識し、その素子の位置をエンコードする技術が鍵になると考えられる。以上のように本年度の研究を通じ、シリコンダイオードアレイを用いたX線撮像デバイスの基礎特性を把握し、技術的問題点を整理し、同時に開発の指針を得ることができた。ただし、時間の都合上、プリアンプの一部を組み込んだ独自のダイオードを試作するまでには至らなかった。

This year's results are the same as those of the previous year. (1)A PIN can be used to select the best performance and best processing technology. As a result, the temperature is higher than KeV, and the stable operation is realized. The light is also the way to go. (2)The above-mentioned system can be cooled to-30 °C, and the correlation between temperature and electrochemical decomposition energy can be adjusted. In this way, the evaluation and separation of components can be carried out. The current situation is very complicated. (3)In the case of multiple elements, the efficiency of the signal is improved, and the angle is improved. The signal processing method is optimal for a single element, and the processing loop is large. The method of reducing the voltage of the FET in the initial stage is discussed. The plan is to make sure that the project is completed. (4)On the occasion, the prime minister's position is recognized, and the prime minister's position is examined. This year's research on X-ray imaging technology is focused on understanding the basic characteristics of X-ray imaging technology, sorting out technical problems, and developing guidelines. The time is up, and part of the time is up.

项目成果

K.Makishima and T.Mihara: "X-ray Measurements of Neutron-Star Magnetic Fields" Proc. 28th Yamada Conference “Frontiers of X-ray Aslrnomy". 1. 23-32 (1992)

K.Makishima 和 T.Mihara：“中子星磁场的 X 射线测量”第 28 届 Yamada 会议“X 射线 Aslrnomy 前沿”（1992 年）。

H.Bradt,T.Ohashi and K.A.Pounds: "X-ray Astronomy Missions" Annual Revew of Astronomy and Astrophysics. 30. 391-428 (1992)

H.Bradt、T.Ohashi 和 K.A.Pounds：“X 射线天文学任务”天文学和天体物理学年度回顾。

T.Ohashi: "Imaging gas scintillation proportional counter for ASTROーD" Proc.SPIE Conference. 1549. 9-18 (1991)

T.Ohashi：“ASTRO-D 的成像气体闪烁正比计数器”Proc.SPIE 会议 1549. 9-18 (1991)。