波形計測によるX銭半導体検出器の高精度検出時刻測定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650052
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 木村 吉秀 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70221215)
• Keywords: コインシデンス / 透過型電子顕微鏡 / 半導体X銭検出器 / 波形推定 / 波形計測 / 波形フィッティング / 検出時刻精度

Research Abstract

電子顕微鏡において、試料より発生した特性X銭と、それを励起した透過電子とをコインシデンス計測法による同時刻検出でつかまえ、この時の透過電子の結像位置のみを記録することで、高感度の元素分析が行える。このコインシデンス電子顕微鏡に用いるX銭検出器は、半導体によるもので、検出信号の立ち上がりが数百nsもあり、さらに同じエネルギーでも大きくばらつくため、アナログ検出システムでは時間精度を向上することができなかった。このため、照射電流量を減らし、測定時間を長くすることでコインシデンス検出を行わざるを得なかった。
そこで本研究では、検出波形そのものをA/D変換してディジタル化し、波形フィッティングにより高精度の検出つ時刻推定を行うことを目的とし、コインシデンス電子顕微鏡における高感度分析を行おうとするものである。
このため初年度では、波形推定法の確認実験を行った。検出器の出力である階段状の波形よりDC成分を除去し、高速ディジタルサンプリングするシステムを構築した。得られた波形データは、オフラインでコンピュータに転送し、ここで波形推定を行った。透過電子の検出信号との時間差を集計したところ、従来のシステムでは110nsにとどまっていた時間分解能が、85nsまで改善することができた。また、そのうち30ns程度は検出信号に乗っている外乱に起因していることがわかった。
次年度はこのシステムをオンライン化するとともに、外乱を除去できる推定方法の開発を行い、ナノ秒領域にせまる検出時刻精度を目指す。