Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector

• Project Area: Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector
• Project/Area Number: 18H05200
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 新井 康夫 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別教授 (90167990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三好 敏喜 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (20470015) ; 幅 淳二 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 理事 (60180923)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: イメージング / 先端機能デバイス / 放射線 / 素粒子実験 / 粒子線 / X線 / ３次元半導体 / SOI

Outline of Annual Research Achievements

平成29年度で本領域研究は終了し、平成30年度は終了領域研究として主にこれまでの成果の取りまとめを行った。
日本物理学会、ALCW2008国際会議、FEE2019国際会議（米国）、集積回路シンポジウム、日仏TYL-FJPPL会議、Gordon Research Conference(米国）、IEEE NSS国際会議（オーストラリア）、PD18国際会議、CEPC International Workshop（中国）, PIXEL2018国際会議（台湾）等々、多くの会議で招待講演および一般講演を行った。
また、自ら開催・共催した会議として9月に京都大学で「量子線イメージング研究会」を、11月につくば国際会議場でSOIピクセル研究会を行った。特に「量子線イメージング研究会」では、企業からの参加者45名を含む135名の参加を得ることが出来、多くの方がこの技術に興味を持っていることが確認でき、今後も継続的に活動を続けていく事とした。
また、総括班会議、中心メンバーによる会議等を頻繁に行い、新たな研究グループや研究テーマを含めた発展方向について検討を行ない、翌年度の新たな新学術領域申請へ向けた議論を行った。今後活動の輪を広げるために、産業界も含めた”SOI量子イメージセンサ・コンソーシアム”を設立することも決めた。
さらに、これまでの成果をまとめた英文の本を出版すべく、参加した研究者から原稿を集め編集・英文校閲等の作業を行っており、近々出版する予定である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] IPHC/IN2P3(フランス)
• [Int'l Joint Research] IHEP(中国)
• [Int'l Joint Research] AGH Univ. of Science and Technology(ポーランド)
• [Journal Article] Investigation of radiation hardness improvement by applying back-gate bias for FD-SOI MOSFETs (2019)
  • Author(s): Kurachi Ikuo、Kobayashi Kazuo、Okihara Masao、Kasai Hiroki、Hatsui Takaki、Hara Kazuhiko、Miyoshi Toshinobu、Arai Yasuo
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Volume: 924 Pages: 404-408
  • DOI: 10.1016/j.nima.2018.05.068
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Radiation hardness of silicon-on-insulator pixel devices (2019)
  • Author(s): Hara Kazuhiko、Aoyagi Wataru、Sekigawa Daisuke、Iwanami Shikie、Honda Shunsuke、Tsuboyama Toru、Arai Yasuo、Kurachi Ikuo、Miyoshi Toshinobu、Yamada Miho、Ikegami Yoichi
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Volume: 924 Pages: 426-430
  • DOI: 10.1016/j.nima.2018.05.077
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] R&D status of SOI-based pixel detector with 3D stacking readout (2019)
  • Author(s): Tsuboyama Toru、Ono Shun、Yamada Miho、Arai Yasuo、Togawa Manabu、Kurachi Ikuo、Ikegami Yoichi、Hara Kazuhiko、Ishikawa Akimasa、Ikebe Masayuki、Motoyoshi Makoto
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Volume: 924 Pages: 422-425
  • DOI: 10.1016/j.nima.2018.08.089
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X-ray response evaluation in subpixel level for X-ray SOI pixel detectors (2019)
  • Author(s): Negishi K.、Kohmura T.、Hagino K.、Kogiso T.、Oono K.、Yarita K.、Sasaki A.、Tamasawa K.、Go Tsuru T.i、Tanaka T.、Matsumura H.、Tachibana K.、Hayashi H.、Harada S.、Mori K.、Takeda A.、Nishioka Y.、Takebayashi N.、Yokoyama S.、Fukuda K.、Arai Y.、Miyoshi T.、Kishimoto S.、Kurachi I.
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Volume: 924 Pages: 462-467
  • DOI: 10.1016/j.nima.2018.06.073
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proton radiation damage experiment for X-ray SOI pixel detectors (2019)
  • Author(s): Yarita K.、Kohmura T.、Hagino K.、Kogiso T.、Oono K.、Negishi K.、Tamasawa K.、Sasaki A.、Yoshiki S.、Tsuru T. Go、Tanaka T.、Matsumura H.、Tachibana K.、Hayashi H.、Harada S.、Takeda A.、Mori K.、Nishioka Y.、Takebayashi N.、Yokoyama S.、Fukuda K.、Arai Y.、Miyoshi T.、Kurachi I.、Hamano T.
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Volume: 924 Pages: 457-461
  • DOI: 10.1016/j.nima.2018.09.057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diode Characteristics of a Super-Steep Subthreshold Slope PN-Body Tied SOI-FET for Energy Harvesting Applications (2018)
  • Author(s): Mori Takayuki、Ida Jiro、Momose Shun、Itoh Kenji、Ishibashi Koichiro、Arai Yasuo
  • Journal Title: IEEE Journal of the Electron Devices Society Volume: 6 Pages: 565-570
  • DOI: 10.1109/jeds.2018.2824344
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Silicon-on-Insulator-Based Dual-Gain Charge-Sensitive Pixel Detector for Low-Noise X-ray Imaging for Future Astronomical Satellite Missions (2018)
  • Author(s): Shrestha Sumeet、Kawahito Shoji、Kamehama Hiroki、Nakanishi Syunta、Yasutomi Keita、Kagawa Keiichiro、Teranishi Nobukazu、Takeda Ayaki、Tsuru Takeshi、Kurachi Ikuo、Arai Yasuo
  • Journal Title: Sensors Volume: 18 Issue: 6 Pages: 1789-1789
  • DOI: 10.3390/s18061789
  • NAID: 120006510307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Silicon-on-insulator monolithic pixel technology for radiation image sensors (2018)
  • Author(s): Arai Yasuo
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 57 Issue: 10 Pages: 1002A1-1002A1
  • DOI: 10.7567/jjap.57.1002a1
  • NAID: 210000149678
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Activities on SOI Monolithic X-Ray Imaging Detectors (2018)
  • Author(s): Yasuo Arai
  • Organizer: Gordon Research Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Activities on Silicon-On-Insulator Detectors (2018)
  • Author(s): Yasuo Arai
  • Organizer: The 1st Workshop on Quantum Beam Imaging
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] SOIPIX: Status & Perspectives, ~ ILC vertex detector & 3D Integration ~ (2018)
  • Author(s): Yasuo Arai
  • Organizer: International workshop on the high energy Circular Electron-Positron Collider
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] SOI Pixel Detector R&D
  • URL: http://rd.kek.jp/project/soi/
• [Remarks] ３次元半導体検出器で切り拓く新たな量子イメージングの展開
  • URL: https://soipix.jp
• [Funded Workshop] The 1st Workshop on Quantum Beam Imaging (2018)