陽電子消滅法のための超伝導転移端マイクロカロリメータの開発

正电子湮灭法超导跃迁边缘微量热仪的研制

基本信息

批准号：
09F09307
负责人：
高橋浩之
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、超伝導転移端センサ(TES)上に超伝導吸収体を載せた構造からなる、ガンマ線マイクロカロリメータの開発を行った。吸収体として鉛や錫などの超伝導体を用いることとした。超伝導体を吸収体に選ぶことで、超伝導吸収体のサイズ、TESとの間の熱的な結合、ならびに、TESと熱浴の間の熱的な結合を最適化することで、従来の半導体検出器を大きく上回る高いエネルギー分解能の実現を目指すとともに、TESに与えるバイアス電圧を信号の検出に合わせて動的に変化させることにより検出器の高速化を目指す研究を行った。まず、Ir超伝鱒体からなるTESの上に0.7mm x 0.7mm x 0.75mmの鉛吸収体を搭載し、さらにIr-TESと熱浴間の熱コンダクタンスを十分小さくとることで、減衰時間1.9ミリ秒の高速応答を可能とし、従来の信号減衰時間を5倍以上縮めることに成功した。しかし、エネルギー分解能は9.2keVと従来のものよりも悪かった。この理由としては、Ir-TESと吸収体を接続している、エポキシの部分の形状制御が難しく、製造技術に熟練する必要があったためであると考え、種々の吸収体-TES間の接続を試みた。吸収体としてやはり、鉛を用い、導電性エポキシの支柱を立ててTESと吸収体を結合するものである。本素子は減衰時間が140マイクロ秒と十分高速な応答を示すことが分かった。一方、錫は素性の良い超伝導体であり、本TESと組み合わせた結果、信号の減衰時間は6.6ミリ秒と長かったものの、485eV(@60keV)程度のエネルギー分解能が得られ、既にGe半導体検出器を超える値が得られた。

在这项研究中，我们开发了一个伽马射线微钙化仪，其结构将超导吸收器安装在超导过渡端传感器（TES）上。超导体（例如铅和锡）用作吸收剂。通过选择超导体作为吸收器，我们旨在实现更高的能量分辨率，该分辨率明显高于传统的半导体检测器，通过优化超导体吸收器的大小，优化TES和TES之间的热耦合和热浴之间的热耦合，并通过在TES和热浴之间进行热浴的范围来优化热浴和热浴之间的热浴，以及快速降低量的热浴，并将其速度用于速度，并在热水浴场之间进行速度，快速地将其驱动器范围用于速度，并迅速地将其速度用于速度范围，并迅速地降低了快速的范围。根据检测信号的检测。首先，将0.7mm x 0.7mm x 0.75mm的铅吸收器安装在由IR超透明剂体制成的TE上，并通过使IR-TES和热浴之间的热电导能力足够小，可以快速响应1.9msec，并且能够将信号衰减的时间减少超过五次。但是，能量分辨率为9.2 KEV，比以前的模型差。这样做的原因是，很难控制将IR-TES连接到吸收剂的环氧部分的形状，并且有必要熟练地熟练制造技术，因此我们试图连接各种吸收器-TES。吸收器也由铅制成，并由勃起的环氧柱形成以连接TE和吸收剂。发现该设备的衰减时间为140微秒。另一方面，TIN是具有良好品质的超导体，并且由于该TES的结合，尽管信号衰减时间长于6.6毫秒，但它的能量分辨率大约为485EV（@60KeV），已获得，超过了GE半导体检测器。