2000 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロマシーニング技術を応用したX線・赤外線検出器の開発
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09440092
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| Research Institution | Institute of Space and Astronautical Science |
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Principal Investigator |
満田 和久 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (80183961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 和之 宇宙科学研究所, 衛星応用工学系, 助教授 (00280553)
藤本 龍一 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助手 (20280555)
庄子 習一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00171017)
清水 裕彦 理化学研究所, 研究員 (50249900)
村上 浩 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (40135299)
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| Keywords | 放射線検出器 / X線分光器 / カロリメータ / ボロメータ / 超伝導遷移センサー(TES) / 超伝導量子干渉素子(SQUID) / マイクロマシーニング / チタン薄膜 |
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| Research Abstract |
1.半導体微細加工技術
昨年と同じ形状、すなわち厚さ約20ミクロン、大きさ約1mm平方のシリコンダイアフラムを太さ約50ミクロンの腕2本で支える構造のカロリメータを引き続き製作した。本年度の最大の成果は、一連のマイクロマシーンプロセスの中で、X線吸収体(すず)を製作する方法を確立したことである。従来は吸収体を一つ一つ手でとりつけていたため画素の数に制限があった。本研究成果により1000画素をもつマイクロカロリメータの実現の可能性が見えてきたといえる。
また、これに加えて、これまでの結果を反映した新しい設計のカロリメータの製作をすすめた。
2.超伝導薄膜温度計(TES)カロリメータ
昨年までに製作したチタン金TESは転移温度約400mKであったが、転移温度200mKのTESを安定に製作することができるようになった。また、スズ吸収体をとりつけた。以上によって、6keVのX線に対するエネルギー分解能は昨年度の400eVから99eVまで改善した。動作温度400mKと200mKの二つのTESカロリメータの分解能の温度依存性はカロリメータの応答および雑音の温度依存性から予測されるものによく一致している。それを100mKに外挿すると10eVの分解能が達成できることが予測される。現在、超伝導転移温度をより低くするための研究を継続して行っている。
3.カロリメータの読み出し方式
多数画素を読み出すための交流ブリッジを用いた新しい読みだし方式を考案した。この方式を一昨年度から開発をすすめていた多重入力型SQUIDにより実現し、2つの画素からの信号を、1つの信号チャンネルで読み出すことに成功した。この方式については、現在、特許申請中である。
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[Publications] H,Kudo,S.Shoji,K.Mitsuda, 他: "Improvements of an X-ray Microcalorimeter for Detecting Cosmicrays"in Proceedings of SPIE on Micromachine and Microfabrication. 4230(印刷中). (2001)
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[Publications] R.Fujimoto,K.Mitsuda, 他: "Development of a superconducting X-ray microcalorimeter with a titanium/gold thin film as a thermometer"Nuclear Instruments and Methods, A. 444. 180-183 (2000)
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[Publications] R.Fujimoto,K.Mitsuda et al.: "Status of X-ray Microcalorimeter Development at ISAS"Conference series of Astronomical Society of Pacific ('New Century of X-ray Astronomy' ed.by H.Kunieda et al.). (印刷中). (2001)
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[Publications] T.Oshima,R.Fujimoto, et al.: "Performance of SII SQUID Amplifiers"Conference series of Astronomical Society of Pacific ('New Century of X-ray Astronomy' ed.by H.Kunieda et al.). (印刷中). (2001)
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[Publications] Y.Ishisaki,R.Fujimoto et al.: "Development of a TES microcalorimeter system for the future X-ray mission"Conference series of Astronomical Society of Pacific ('New Century of X-ray Astronomy' ed.by H.Kunieda et al.). (印刷中). (2001)
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[Publications] T.Miyazaki,K.Mitsuda, et al.: "AC Calorimeter Bridge ; a new multi-pixel readout method for TES calorimeter arrays"Conference series of Astronomical Society of Pacific ('New Century of X-ray Astronomy' ed.by H.Kunieda et al.). (印刷中). (2001)
