2016 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 | 量子ビーム / 放射光X線 / 画像検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)中国・高能研（IHEP)との共同研究としてパルス計数型SOIピクセルセンサー用TEGとしてCNPIX1（ピクセルサイズ＜50μm/六角形、ピクセル数：82k、電荷分配対策回路を装備）をMPWランにより製作し、その特性評価のための読出し回路基板への実装等を行なった。製作・納品が2月となったこと、放射光科学研究施設（PF)の検出器評価ビームラインBL-14Aのトラブル(光源部の真空リーク)により2017年2-3月期にマイクロX線ビームによる性能をピクセルごとに評価することはできなかったが、電子回路の動作試験・データ読出し試験を進めた。
2)IHEPと共同で計数型TEG：CPIXTEG3bのピクセル性能評価を春から12月にかけてPFビームラインBL-14Aで実施した。ピクセルごとの評価に有用なマイクロX線ビーム生成のための金製ピンホールを製作し、秋の実験時に使用することができた。TEG評価の結果については、日本物理学会、国際会議PIXEL2016で発表した。
2) パルス計数型TEG：CPIXPTEG2をMPWランにより製作した。センサー厚さを75μm、不感層厚さを0.5μm以下とする裏面処理を行った。2keVまでの低エネルギーX線を照射しX線1光子による信号を検出する試験は次年度となった。
3)計画研究C02班で開発が進められている積分型SOIセンサーによるSOPHIAS検出器システムをPFのアンジュレータビームラインBL-15A、X線回折実験ステーションBL-8A/8Bに設置し、精細なピクセルサイズを活かした小角散乱やX線回折への応用測定を引き続き実施した。とくにBL-15A2で実施したブロック共重合体に関する小角散乱実験は新しい高分子構造を明らかにする結果につながりJ.of Physics:Condens.Matterに発表した。
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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
１）計数型センサーとしてIHEPにより先行開発されていたTEG：CPIXTEG3bの評価をPF BL-14AにてX線ビームを使って共同研究として進めることができた。ビームラインのトラブルにより12月以後のX線ビーム試験ができなかったが今秋以後は復旧し使用が再開できる見込みである。X線マイクロビーム生成のためのピンホール製作と実験で使用する調整機構の製作、テストも実施できた。
新規に製作した計数型センサーTEG：CNPIX1について、チップ製作は1-2ヶ月の遅れはあったが試験用基板への実装まで進めることができた。ただ残念ながら電気回路試験の結果、回路設計に不具合が見つかっている。これらの不具合の確認と対策の検討を早急に進める。
２）CPIXPTEG2は、A01班の協力により当初の目標にそって裏面処理を実施することができた。回路部分の試験を進めるとともに、2keVまでの軟X線ビームによる試験の準備を進める予定である。
３）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論文による研究成果報告にもつなが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CNPIX1を改良するTEGを新たにMPWランに投入、製作する。秋以後にX線ビームによる評価を行う。PF BL-14Aの利用が可能となる予定。裏面処理を行い、センサー厚さを75μmまで薄くしたTEGチップ：CPIXPTEG2の評価を進める。とくに軟X線検出が可能であることを新たにPFの軟X線ビームラインを使ってテストする。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。これらの結果に基づいてプロトタイプ検出器の製作を行う。チップ面積の制約はあるが試料を使って軟X線小角散乱実験などに用いる。
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）だけでなく、ダイナミックレンジや30Hz/フレームの撮像能力を活かした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
(13 results)
