宇宙線の加速機構に迫るＸ線ＳＯＩピクセル検出器の開発

开发接近宇宙射线加速机制的X射线SOI像素探测器

• 批准号: 15J01842
• 负责人: 松村 英晃
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01842/
• 关键词: 超新星残骸; SOIピクセル検出器; 過電離プラズマ; FORCE衛星計画; 宇宙線加速; XRPIX; X線天文学; 再結合プラズマ; SOI検出器; X線ピクセル検出器

今年度は、超新星残骸 IC 443の天体解析および、イベント駆動型SOIピクセル検出器 XRPIXのエネルギー分解能向上のための素子開発を行った。昨年度の研究により、超新星残骸 G166.0+4.3 の分子雲が相互作用している領域から再結合優勢な過電離プラズマを発見し、過電離プラズマの生成起源が冷たい分子雲との熱伝導であると結論付けた。他の超新星残骸も同様に調査するため、IC 443 に着目した。IC 443 は分子雲と相互作用している超新星残骸であり、先行研究より中心領域から過電離プラズマが発見されている。しかし、分子雲と接触している領域のプラズマの状態は調査されていない。私の解析によって、この領域もプラズマが過電離状態であることを確認た。また、期待していた通りこのプラズマの電子温度は、他の領域よりも優位に低い値であった。G166.0+4.3 の結果と同じく、過電離プラズマの起源が分子雲との熱伝導であることを強く示唆する結果である。本研究については、国際学会の口頭発表および主著論文としてで報告した。素子開発については、素子の大面積化とエネルギー分解能の向上に務めた。サイズが 15.3 mm x 21.9 mm (二枚並べることで衛星搭載要求性能達成) の大面積素子を開発し、性能評価を行った。素子の全ての領域から正常なスペクトルが取得できることを確認した。また、エネルギー分解能の向上を目的としてDoble SOI 構造を導入し、回路層とセンサー層の容量結合を遮断した素子の開発を行った。この素子でイベント駆動読み出しにてエネルギー分解能 346 eV at 6.4 keV のスペクトル性能を達成し衛星搭載の要求性能 300 eV at 6 keV に大きく近づいた。これらの結果は国際学会の口頭発表で報告し、共著論文にて執筆中である。

Our は objects, supernova remnant IC 443 の parsing お よ び, イ ベ ン ト 駆 moving type SOI ピ ク セ ル 検 extractor XRPIX の エ ネ ル ギ ー decomposition can up の た め の element child open 発 を line っ た. Yesterday's annual の research に よ り, supernova remnant G166.0 + 4.3 の が molecular cloud interaction し て い る field か ら combining advantages な through ionization プ ラ ズ マ を 発 see し, ionization プ ラ ズ マ の generated origin が cold た い molecular cloud と の hot 伝 guide で あ る と conclusion pay け た. He said that supernova remnants に investigated するため and IC 443 に looked at た. IC 443 は と molecular cloud interaction し て い る supernova remnant で あ り, leading research よ り center field か ら through ionization プ ラ ズ マ が 発 see さ れ て い る. <s:1> プラズ <s:1>, molecular cloud と contact <s:1> て る る domain <s:1> プラズ <e:1> <s:1> status <s:1> investigation されて な な な な Private message analysis によって, <s:1> <s:1> domain によって プラズ が が overionization state である た とを confirmation た. Youdaoplaceholder0, expect て て た た to pass through <s:1> <s:1> プラズ プラズ プラズ <s:1> electronic temperature <e:1>, in other <s:1> fields よ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> good position に low <s:1> value であった. G166.0 + 4.3 と の results with じ く, ionization プ ラ ズ マ の origin が molecular cloud と の hot 伝 guide で あ る こ と を く and shown strong sucking す る results で あ る. This research に, に て て て て, international society <s:1> oral presentation および, main paper と てで てで report た た. The development of prime particles is に に に て て て て, the large-scale expansion of prime particles is とエネ ギ ギ, and the <s:1> decomposition energy is に upward に めた. Youdaoplaceholder0 ズが 15.3mm x 21.9mm (performance requirements for two satellites carried in parallel べる <s:1> とで とで) <s:1> large-area particle を development 価を, performance evaluation 価を った. Element child の full て の field か ら normal な ス ペ ク ト ル が obtain で き る こ と を confirm し た. ま た, エ ネ ル ギ ー can decompose の を up purpose と し て Doble を import し SOI structure, circuit layer と セ ン サ ー layer の capacity combining を interrupt し た element child の open 発 を line っ た. こ の element child で イ ベ ン ト 駆 dynamic 読 み out し に て エ ネ ル ギ ー decomposition can 346 eV at 6.4 keV の ス ペ ク ト ル performance を make し satellites carry の asked 300 eV performance at 6 keV に big き く nearly づ い た. Youdaoplaceholder6 れら れら れら results れら international society <e:1> oral presentation で report で co-authored paper にて in the process of writing である.

项目成果

The first back-side illuminated types of Kyoto's X-ray astronomy SOIPIX

京都第一批背照式 X 射线天文学 SOIPIX

• DOI: 10.1016/j.nima.2016.04.012
• 发表时间: 2016
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A
• 作者: M. Itou;T. G. Tsuru;T. Tanaka;A. Takeda;H. Matsumura;S. Ohmura;H. Uchida;S. Nakashima;Y. Arai;I. Kurachi;K. Mori;R. Takenaka;Y. Nishioka;T. Kohmura;K. Tamasawa and C. Tindall
• 通讯作者: K. Tamasawa and C. Tindall

Improving Charge-Cllection Efficiency of Kyoto's SOI Pixel Sensor

提高京都 SOI 像素传感器的电荷收集效率

• 发表时间: 2015
• 作者: Kazuki Takahashi;Kana Ishii;Masakane Yamashita;Hideaki Matsumura
• 通讯作者: Hideaki Matsumura

Toward the Understanding of the Physical Origin of Recombining Plasma in the Supernova Remnant IC 443

• DOI: 10.3847/1538-4357/aa9bdf
• 发表时间: 2017-11
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Hideaki Matsumura;Takaaki Tanaka;H. Uchida;H. Okon;T. Tsuru

X線天文衛星「すざく」による銀河系超新星残骸の過電離プラズマの形成プロセスの研究

利用X射线天文卫星“朱雀”研究银河超新星遗迹中超电离等离子体的形成过程

• 发表时间: 2018
• 作者: H.Matsumura;T.G.Tsuru;T.Tanaka;A.Takeda;M.Ito;S.Ohmura;Y.Arai;K.Mori;Y.Nishioka;R.Takenaka;T.Kohmura;上里 友弥;松村英晃
• 通讯作者: 松村英晃

Localized Recombining Plasma in G166.0+4.3: A Supernova Remnant with an Unusual Morphology

• DOI: 10.1093/pasj/psx001
• 发表时间: 2017-01
• 期刊: arXiv: High Energy Astrophysical Phenomena
• 作者: Hideaki Matsumura;H. Uchida;Takaaki Tanaka;T. Tsuru;M. Nobukawa;K. Nobukawa;Makoto Itou