2020 Fiscal Year Annual Research Report
New stage of astromaterial microanalysis with high-resolution X-ray spectrosocopy
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18K18794
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
満田 和久 国立天文台, 先端技術センター, 特任教授 (80183961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野口 高明 九州大学, 基幹教育院, 教授 (40222195)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 宇宙物質 / 元素微量分析 / 透過型電子顕微鏡 / EDS / 超高エネルギー分解能 / X線マイクロカロリメータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず初めに，昨年度開発し，これまでよりも低エネルギーのX線まで検出し，より低質量の元素(たとえばB)を検出可能なTES型X線マイクロカロリメータを搭載する検出器ヘッドを開発した。従来の検出器ヘッドは，冷凍機の小さな体積内に収納するために，先端部検出器を搭載し，側面に超伝導フロントエンド回路を搭載する縦長の設計であった。しかし今回は配線の信頼性を高めるために，平面に検出器と超伝導フロントエンド回路を搭載することをめざした。それは，超伝導配線基板の固定方法を工夫することで，全体を小さくすることで実現することができた。続いて，この検出器ヘッドを透過走査型電子顕微鏡（STEM）に接続する希釈冷凍機内に搭載し，標準的な鉱物資料を用いて，本研究の二つの目的の最終的な検証実験を実施した。その二つの目的とは，(1) 走査透過型電子顕微とTES型X線マイクロカロリメータ (STEM-TES) を用いたX線マイクロアナリシスにおいて電子線照射が試料に与えるダメージを実験的に調べる，(2) X線スペクトル解析に用いるSTEM-TESの光学系も考慮した応答関数の精度を高める，である。(1)については，試料の同一点を繰り返し測定し，それにより得られるTEM画像とX線スペクトルの時間的安定性を調べることによって，電子ビームによる試料へのダメージが無視できる測定時間を調べた。その結果は，昨年度までの結果と矛盾はなかった。光学系を含めた検出器システムの応答関数を考慮したスペクトル解析による定量的な元素分析については，ゼータファクター法を用いた分析の検証をすすめた。これについては，試料の自己吸収の取り扱いについて課題が残ることがわかった。本研究課題は今年度で終了するが，今年度取得したデータを用いて，自己吸収を取り込んだ解析方法の検討を今後も継続する。
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