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。

In the field of radiant incidence temperature, the temperature resistance is very steep. Using the "high sensitivity" to determine the temperature response of the moving end of the radiation line (TES: Transition Edge Sensor), the X-ray transmission rate is high. The decomposition of the temperature field can detect the temperature difference of the temperature field. White X-ray transmission type X-ray micro-sensor photoluminescence sub-TES sensor is used to measure the molecular distribution of elements in the absorption end of the sensor. In this study, the photosensitive photosensitive device can be used to detect the target, the TES system and the signal processing technology. This year, the system is sensitive to the TES system. This year, the whole system is used in the system, and the output signal amplitude of the SQUID signal is the only one in the system. This year, the output signal of the TES signal is used independently, and the specific precision is affected by the specific precision. In this technique, the signal waveform is generated, the signal waveform is changed, the incident signal is incident, the specific signal is generated, and the specific signal is generated. In order to reduce the size of the equipment, the miniaturization of the equipment, the miniaturization, the SPring-8 and the KEK-PF are used to obtain the color X (diameter less than 50 μ m) and the signal (diameter below 50 μ m). In response to the waveform, the input signal is used to make sure that the shape of the system is correct, and that the waveform of each system is successful. In this study, the method of waveform control is very important. In this study, the method of waveform control is very important. In this study, it is necessary to use the most reasonable method to control the waveform. In this study, the method of waveform control is used in this study. In this study, it is necessary to use the most reasonable method to control the waveform.

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