Development of the semi conductor imaging spectrometer for hard X-ray and gamma-ray observations

开发用于硬X射线和伽马射线观测的半导体成像光谱仪

• 批准号: 13304014
• 负责人: TAKAHASHI Tadayuki
• 金额: $ 27.62万
• 依托单位: Institute of Space and Astronautical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13304014/
• 关键词: CdTe; CZT; CdZnTe; Pixel Detector; Radiation Detector; Gamma-ray; Detector

Based on single crystal growth by the Travelling Heater Method (THM-CdTe) wafers, we have developed CdTe detectors with high energy resolution for both planar and pixel configurations. We have demonstrated that the wafer shows good uniformity when we make a large area CdTe detector with planar electrodes. According to measurements using a collimated γ-ray beam from an ^<241>Am source, the location of the peak in the pulse height distribution is obtained to within 0.1 % and the variation of the area of the 60 keV peak is less than 0.9 %, regardless of the position in the 21 mm×21 mm surface. We have developed a large area CdTe pixel detectors. The detector has an area of 3.2 cm×3.2 cm and a thickness of 0.5 mm. Pixel size is 2 mm×2 mm. The energy resolution is 1.6 keV (FWHM) for 60 keV at 0 degree. In order to have ASIC with capabilities of both imaging and spectroscopy, we have developed o kinds of ASICs based on 0.35 μ CMOS technology. We have succeeded to demonstrate the readout scheme from pixels as well as the basic function of pulse processing.

基于旅行加热法（THM-CdTe）晶圆的单晶生长，我们开发了具有高能量分辨率的平面和像素配置的CdTe探测器。用平面电极制作大面积碲化镉探测器时，晶圆具有良好的均匀性。利用^<241>Am源的准直γ射线束进行测量，得到了峰值在脉冲高度分布中的位置在0.1%以内，60 keV峰值的面积变化小于0.9%，与21 mm×21 mm表面的位置无关。我们研制了一种大面积碲化镉像素探测器。探测器的面积为3.2 cm×3.2 cm，厚度为0.5 mm。像素大小为2 mm×2 mm。能量分辨率为1.6 keV (FWHM), 60 keV， 0度。为了使ASIC具有成像和光谱的双重功能，我们开发了6种基于0.35 μ CMOS技术的ASIC。我们成功地演示了像素读出方案以及脉冲处理的基本功能。

项目成果

高橋 忠幸: "X線・ガンマ線による宇宙放射線イメージング"RADIOISOTOPES. Vol.53No.2. 85-94 (2004)

Tadayuki Takahashi：“使用 X 射线和伽马射线的宇宙辐射成像”RADIOISOTOPES Vol.53No.2 (2004)。

高橋 忠幸, 中澤 知洋: "CdTe/CdZnTe半導体を用いたガンマ線検出器と宇宙観測への応用"物理学会誌. Vol.59No.1. 26-34 (2004)

Tadayuki Takahashi、Tomohiro Nakazawa：“使用 CdTe/CdZnTe 半导体的伽马射线探测器及其在空间观测中的应用”日本物理学会杂志第 59 卷第 1 期（2004 年）。

S.Watanabe, T.Takahashi, et al.: "CdTe stacked detectors for Gamma-ray detection"IEEE Trans.Nucl.Sci.. Vol.49 No.3. 1292-1296 (2002)

S.Watanabe、T.Takahashi 等人：“用于伽马射线检测的 CdTe 堆叠探测器”IEEE Trans.Nucl.Sci.. Vol.49 No.3。

High resolution CdTe detectors for the next generation multi-Compton gamma-ray telescope

用于下一代多康普顿伽马射线望远镜的高分辨率 CdTe 探测器

• 发表时间: 2003
• 期刊: SPIE Vol.4851
• 作者: T.Takahashi;K.Nakazawa;et al.
• 通讯作者: et al.

K.Nakazawa, T.Takahashi, et al.: "Large area CdTe diode detector for space application"Nucl.Instr.Method A. Vol.505. 118-121 (2003)

K.Nakazawa、T.Takahashi 等人：“用于空间应用的大面积 CdTe 二极管探测器”Nucl.Instr.Method A. Vol.505。