2016 Fiscal Year Annual Research Report
Detector for ultrafast structure analysis by XFEL
| Project Area | Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector |
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| Project/Area Number |
25109007
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
初井 宇記 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, チームリーダー (40332176)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 利徳 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門, 研究員 (10570187)
寺西 信一 兵庫県立大学, 付置研究所, 特任教授 (20738893)
工藤 統吾 公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 主幹研究員 (40372148)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | X線検出器 / 集積回路 / 超高速ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は超高速ダイナミクス研究に展開するための予備実験を行った。本年度は超高速ダイナミクス研究を実際に実施するためのカメラシステムの構築、および最終センサの開発と製造を実施した。
１）画像データの前処理プログラムの開発
昨年度は、ドロプレットアルゴリズムが最も適切に前処理を実行できることが分かった。本研究で開発したセンサの場合、このドロプレットアルゴリズムを改良することで理論的限界に近い統計精度を得られることが分かった。さらに、この前処理プログラムをカメラ本体の制御プログラムに導入し、実験中に前処理をリアルタイムに近い速度で実施できる自動化ソフトウェアを整備した。本年度はこの計算をリアルタイムに実行するため、各種計算手票補評価を実際に実装して行った。その結果、メモリアクセスパターンの最適化を行うことで、計算時間を12 ms以下に抑制することができ、リアルタイム計算を実現した。
１）最終センサの開発と製造
信号電荷はフォトダイオード中で拡散し、複数のピクセルにまたがって観測される。この効果を定量的に詳細に調べた。その結果、画素の端部分で電荷が失われていることが判った。これを防ぐためのイオン注入構造を作成しその性能を評価したところ、注入構造が画素領域全体に電気的に接続してしまい、画素領域の一部で動作しなくなる領域ができてしまった。そのため、放射光を用いた定量的な評価実験を行い、この部分についての検討を再度行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
センサの不具合が見つかったため、その原因究明に時間がかかっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず画素内の信号電荷のダイナミクスの理解に注力する。
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