2000 Fiscal Year Annual Research Report
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10354002
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
芝井 広 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70154234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松原 英雄 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助教授 (30219464)
佐藤 紳司 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60192598)
川田 光伸 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 講師 (50280558)
中川 貴雄 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (20202210)
藤原 幹生 郵政省通信総合研究所, 光技術部, 主任研究官
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| Keywords | 赤外線 / 半導体 / 半導体センサー / 極低温電子回路 / 遠赤外線 / 衛星搭載望遠鏡 / 赤外線望遠鏡 / 赤外線センサー |
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| Research Abstract |
赤外線天文衛星、X線天文衛星など高感度の天文観測衛星では、そのセンサー部分の雑音を抑え感度やエネルギー分解能を飛躍的に向上させるために、七ンサー全体の極低温冷却(絶対温度2度、摂氏-271度)が常用されるようになってきた。センサー自身の性能を十分に生かすためには極低温環境にプリアンプを置く必要があり、さらに、センサーの高集積化によって多数の信号が極低温部で発生する。以上のような理由により、極低温部にプリアンプやマルチプレクサを設置することが、大型の天文観測衛星の性能を十分に引き出すために必要不可欠な要件となってきている。一般の電子回路は動作温度が摂氏-50度程度までに制限されており、例外的に摂氏-200度(絶対温度70度)程度で動作するものがあるものの、絶対温度2度という極低温環境で動作する電子回路は皆無に等しい。そこでMOSFETを用いて、赤外線やX線センサー用プリアンプ、マルチプレクサ、及びA/D変換器を開発するのが本研究の主目的である。
前年度までに極低温(2K)で良好な動作を行うトランジスタ(P型MOSFET)の試作に成功した。これは通常のシリコン基板を用いたものとしては世界で初めての成果である。さらにこのトランジスタを用いて極低温動作可能なオペアンプ回路を設計・試作した。この回路の評価を行った結果、絶対温度2Kという極低温で動作するオペアンプの製造に世界ではじめて成功したことが確認された。さらに、マルチフレクサ、積分コンデンサー、リセット回路などを持つ、遠赤外センサー用の60チャンネルプリアンプ回路の動作も確認した。これらの研究成果の一部はすでに発表し、現在最終的に取りまとめているところである。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] T.Hirao et al.: "Cryogenic readout electronics with Si pMOSFETs for the ASTRO-F (IRIS)"Advances in Space Research. (in press). (2001)
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[Publications] Y.Doi et al.: "Compact Two-Dimensional Array of Stressed Ge : Ga Detector"Experimental Astronomy. 10. 393-401 (2000)
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[Publications] H.Shibai: "The Infrared Imaging Surveyor Project"Advances in Space Research. 25. 2273-2276 (2000)
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[Publications] T.Matsumoto and H.Shibai: "Mid-and Far-Infrared A stronomy and Future Space Missions"The Institute of Space and Astronoautical Science (ISAS). 400 (2000)
