2015 Fiscal Year Annual Research Report
放射光を用いた空間階層構造とダイナミクス研究のためのイメージング
| Project Area | Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector |
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| Project/Area Number |
25109008
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
岸本 俊二 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00195231)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊井 玲児 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00356924)
五十嵐 教之 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (80300672)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ＳＯＩセンサー / Ｘ線検出器 / 計数型ＴＥＧ / Ｘ線小角散乱 / Ｘ線回折実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)計画研究C02で開発された「SOPHIAS検出器」:電荷積分型SOIセンサーによるX線検出器システムの放射光利用研究での応用実験を進めた。PFビームラインBL-8A,15A2でのテスト実験を行うとともに、その実験のために必要な装置の購入、整備を進めた。BL-8Aでは温度によって相転移する誘電体試料を使ったX線回折像の記録、BL-15A2では高分子材料のブロックコポリマーを試料とするX線小角散乱像の取得を行なった。入射光子数の評価や30μmサイズのピクセルによる空間分解能の高さを示すデータを得ることができた。その結果を2016年3月に開催された日本物理学会・領域10で発表した。
2) 2次元パルス計数型X線検出器システムのためのTEG（Test Element Group）開発：
SOI技術による計数型センサーのためのTEG（CPIXPTEG1）の評価を行なった。追加されたシリコン層：「Middle Si層」をもつダブルSOI構造により、センサーで検出された放射線による電荷の回路部への影響を避けてピクセルアレイ全体の安定動作を目指すものであった。このTEGについて回路特性評価を進めるとともに、KEKで回路評価を行なうための測定システム整備とデータ収集のためのソフトウェア開発を進めた。さらに、CPIXTEG3bというTEGの回路評価とPF・BL-14Aでの放射光X線ビームによるX線ピクセルセンサーとしての性能評価を中国・高能研（IHEP）との共同研究として行なった。CPIXPTEG1の評価結果は2015年9月の日本物理学会・領域10で発表し、SOI研究会SOIPIX2015および国際会議SRI2015のプロシーディングスとしてまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計数型センサーTEG：CPIXPTEG1について、センサー部での信号電荷蓄積による回路動作への影響を軽減するダブルSOI構造を採用したTEGの回路要素の評価およびX線センサーとして放射光ビームを使った評価実験が遅れていた。しかしH27年度春までにこれらを実施することができた。CPIXPTEG1はレイアウトの不備など問題点が見つかったが、A01班の協力を得ることで、計数型センサーとして先行開発されていたTEG：CPIXTEG3bの改良をCPIXPTEG1の結果を検討しながらIHEPと共同研究として進められるようになった。C02班：理研との共同研究であるSOPHIAS検出器のPFでの応用は、PF BL-8A、BL-15A2で実施する実験により着実に進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) 2次元パルス計数型SOIピクセルセンサー用TEGについては、実用的な計数型ピクセルセンサーの開発のため、A01研究班と協力して12x18mmサイズのダブルSOI構造を採用したTEGをIHEPとの共同研究として設計し、新たにMPWランに投入する。秋以後にX線ビームによる評価を行なう。またCPIXPTEG１のレイアウトを見直したTEGもMPWランによって製作し、軟X線検出が可能となるような裏面処理などを行いテストする。特任助教・橋本を中心にこれらのチップの特性評価を進める。その結果に基づいてプロトタイプ検出器の製作準備を行なう。
２）計画研究C02班で開発された電荷積分型SOIセンサーによるSOPHIAS検出器システムを放射光科学研究施設の新アンジュレータビームラインBL-15A2、X線回折実験ステーションBL-8Aにおいて小角散乱やX線回折の測定を行う。SOIセンサーの特徴である高精細ピクセル（30μmサイズ）を活かした空間分解能の高い測定や時間分解実験を行ない、その結果を論文にまとめ報告する。
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| Remarks |
科研費・新学術研究「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」（平成25～29年度）のホームページのうち、計画研究D01班のページ
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Research Products
(9 results)
