2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22340074
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
堂谷 忠靖 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (30211410)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | Ｘ線 / CCD / 放射線検出器 / Ｘ線望遠鏡 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、人工衛星に搭載しての使用を念頭に、磁場印可という独自の手法でＸ線CCDカメラの性能向上を達成することである。まず、準備段階の研究において、CCDのノイズ低減とコンタミネーション防止手法を確立した。具体的には、複数のグラウンドを適切に分離し、アナログ系配線のシールドを強化することで、読み出しノイズを電子数換算で約７個に下げる事ができた。また、真空槽内でCCDと共存する部品には、CVCMが0.1%以下の材料を使用し、80℃で１週間程ベーキングを行った。これにより、CCDへのコンタミネーションが許容値（10μg/cm2）以下に抑えられることを、TQCMによる実測で確認した。これらの成果は、ASTRO-H衛星に搭載予定のＸ線CCDカメラにも応用された。
磁場印可実験は、浜松ホトニクス社製の背面照射型p-channel CCD（空乏層厚200μm）を用いて、ラジオアイソトープ55Feからの5.9 keVの特性Ｘ線に対する性能を評価することで行った。事前検討では、有意な変化を得るには１T程度の磁場強度が必要と見積もられたが、ネオジム磁石を用いた磁気回路で簡便に印加できたのは0.3Tであった。磁場印可の有無でのエネルギー分解能を比較したところ、磁場印可なしで238.3±4.9 eVだった分解能が、CCDに垂直に0.3Tの磁場を印可することで225.4±5.7 eVとわずかながら改善した（誤差は90%）。一方、信号電荷の広がりには、有意な変化は見られなかった。また、予想外の結果として、縦転送の方向と垂直な向きにsplitする電荷の量が、磁場印可の有無および磁場の向きで有意に変化した。
本実験により、シリコン内の電荷の動きが外部磁場で制御でき、それによりCCDの性能向上が計れることが示された。今後、CCDの性能向上のためのユニークな方法として活用できる道が開けたことになる。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Proton radiation damage experiment on P-Channel CCD for an X-ray CCD camera onboard the ASTRO-H satellite2013
Author(s)
K. Mori, Y. Nishioka, S. Ohura, Y. Koura, M. Yamauchi, H. Nakajima, S. Ueda, H. Kan, N. Anabuki, R. Nagino, K. Hayashida, H. Tsunemi, T. Kohmura, S. Ikeda, H. Murakami, M. Ozaki, T. Dotani, Y. Maeda, K. Sagara
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Journal Title
Nuclear Instruments & Methods in Phys. Res. A
Volume: vol. 731
Pages: 160-165
DOI
Peer Reviewed
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