マイクロカロリメータアレイを用いた軟X線顕微鏡受光素子の開発

使用微热量计阵列开发软X射线显微镜光电探测器

• 批准号: 17760689
• 负责人: 大野 雅史
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo (2006)The Institute of Physical and Chemical Research (2005)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760689/
• 关键词: 超伝導; マイクロカロリメータ; シングルフォトン; 軟X線顕微鏡; 超伝導転移端; 高エネルギー分解能

放射線入射による温度上昇を超伝導転移領域中の急峻な温度抵抗変化を用いて高感度に検出する超伝導転移端マイクロカロリメータ(TES : Transition Edge Sensor)は軟X線シングルフォトンを高効率かつ優れたエネルギー分解能で検出しうるスペクトロメータであり、白色軟X線を用いた透過型X線顕微鏡の受光素子にこのTESを適用することで、優れた解像度と共にエネルギー吸収端計測から元素・分子分布解析をもリアルタイムに行える動的生理状態観察システムの実現が期待される。本研究では、軟X線顕微鏡受光素子に適用可能なイメージング検出器の実現を目指し、TESピクセルのアレイ化及び信号読み出し技術の開発を進めた。今年度はイリジウム超伝導薄膜製のTESピクセルアレイを作製し、全ピクセルに並列バイアスを印加して各ピクセルからの電流をまとめて一つのSQUIDアレイで信号増幅を行う独自のTESアレイ信号読み出し法において入射ピクセル特定の精度を向上させる手法を構築した。本手法では各ピクセルでの熱特性の微妙な違いにより生じる信号波形の変化を検出し入射ピクセルを特定するものである。各ピクセルを小型化ししかも大きさをピクセル毎に意図的に変化させた素子を試作し、このアレイ素子をSPring-8及びKEK-PFにて得られる単色X線マイクロビーム(径50μm以下)を用いて走査しピクセル毎の詳細な信号応答を測定したところ、応答波形が入射ピクセル毎に変化していることが確認され、ゆえに各ピクセル形状を系統的に変化させることで意図的に波形を制御することに成功した。本研究で開発された波形制御手法は軟X線顕微鏡受光素子として適用しうるイメージングTESアレイ素子において読み出し可能なピクセル数を飛躍的に増大させるために必要不可欠かつ最も合理的な手法と考えられる。

Temperature rise due to radiation incidence, high temperature resistance, high sensitivity, high temperature response, high temperature response (TES : Transition Edge Sensor) Soft X-ray Microscope High Efficiency High Resolution High Resolution Optimal resolution, total absorption, measurement, element and molecular distribution analysis, dynamic physiological state observation and realization of the system are expected. This study aims at the development of a new technology for detecting and detecting the potential of the soft X-ray micro-mirror photodetectors. This year, we will construct a new method for manufacturing TES with high conductivity thin film, which will increase the amplitude of signal and improve the accuracy of incident signal. This method is based on the generation of subtle thermal characteristics of the signal waveform and the generation of specific incident characteristics. Each color X-ray is miniaturized, and each color X-ray is obtained by SPring-8 and KEK-PF. The color X-ray is examined by measuring the detailed signal response of each color X-ray. The waveform of the response is determined by measuring the incident color of each color X-ray. The shape of each object is controlled successfully. In this study, we have developed a waveform control method for soft X-ray micro-mirror photoreceptors, which is applicable to the increase of the number of TES photoreceptors.

项目成果

Development of a low energy particle detector using a superconducting transition edge sensor

使用超导跃迁边缘传感器开发低能粒子探测器

• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A (印刷中)
• 作者: Tsutsui;Y.;Morishita;T.;Natsume;T.;Yamashita;K.;Iwasaki;H.;Yamao;F.;H.Shinagawa;Tsuyoshi Tamate;Tsuyoshi Tamate;Masashi Ohno;大野 雅史;Masashi Ohno
• 通讯作者: Masashi Ohno

低温検出器-TES(Transition Edge Sensor)-

低温检测器-TES(Transition Edge Sensor)-

• 发表时间: 2007
• 期刊: 平成19年電気学会全国大会講演論文集 7-S9
• 作者: Tsutsui;Y.;Morishita;T.;Natsume;T.;Yamashita;K.;Iwasaki;H.;Yamao;F.;H.Shinagawa;Tsuyoshi Tamate;Tsuyoshi Tamate;Masashi Ohno;大野 雅史
• 通讯作者: 大野 雅史

Low energy particle detector using a superconducting transition edge sensor

使用超导跃迁边缘传感器的低能粒子探测器

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEEE Transaction on Applied Superconductivity (in press)
• 作者: Tsutsui;Y.;Morishita;T.;Natsume;T.;Yamashita;K.;Iwasaki;H.;Yamao;F.;H.Shinagawa;Tsuyoshi Tamate;Tsuyoshi Tamate;Masashi Ohno
• 通讯作者: Masashi Ohno