2008 Fiscal Year Annual Research Report
軟X線ダイナミクス計測のための高速APD検出器の開発
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20540326
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
岡田 京子 Japan Synchrotron Radiation Research Institute, 利用研究促進部門非弾性散乱チーム, 研究員 (70399616)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 哲也 (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門軟X線・赤外チーム, チームリーダー主幹研究員 (70311355)
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| Keywords | 軟X線 / X線検出器 / 放射光 / 磁性 / 高速時分割測定 / ダイナミクス計測 / APD(アバランシェフォトダイオード) / XMCD(磁気円二色性) |
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| Research Abstract |
[研究の背景と開発の動機]近年のスピントロニクスの材料開発や高速記録デバイス開発(MRAM、スピンバルブ等)において、軟X線を利用したダイナミクス実験、つまり、スローモーションで詳細に物理観察を行う時分割測定が注目されている。この研究には、ナノ秒(10億分の1秒)レベルの高速性を保ちつつ、かつ広ダイナミックレンジで精度良く測定することが必要である。しかし、現状では、これに最適な測定器が存在しない。
[当該研究の目的と開発の現状]我々は、軟X線を高精度・高速・広ダイナミックレンジでエネルギー分解型フォトンカウンティングする、小型の軟X線用高速APD測定器システムの開発を行っている。硬X線領域に比べ、軟X線領域での測定器システムの開発には技術的な様々バリア(軟X線対応、超高真空対応、微小信号の取得、低ノイズ化など)が存在する。が、我々はこれらを克服し、超高真空に対応可能な小型軽量・低ノイズのICF70フランジ型APDアセンブリを完成させた。さらに、特注アナログアンプ等を用いた測定システムも準備した。
[当該年度の研究成果]以下の基礎特性評価を行った。
(1)大気中でチェッキングソースからの硬X線を用いて評価した。その結果、我々が硬X線用として通常用いているAPDに比べても遜色の無い性能が得られることがわかった。
(2)超高真空中で第三世代放射光のSPring-8からの単色性の高い軟X線を用いて評価した。その結果、軟X線の高感度測定に成功した。さらに、放射光に特有なバンチ構造の取得に成功し、目的にほぼ合致した高速時間特性やエネルギー特性等の性能も達成された。
[当該年度の結果の意義・重要性]この測定器システムの特性と軟X線磁気円二色性(XMCD)を組み合わせることで、スピントロニクス材料に含まれる特定元素の磁気情報を選択的に探ることができる可能性が高まった。
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