2013 Fiscal Year Annual Research Report
可視光・紫外線遮光 フィルムをコートした超大型・高感度X線CCDの開発実証
Project/Area Number |
25287042
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Research Institution | Kogakuin University |
Principal Investigator |
幸村 孝由 工学院大学, 基礎・教養教育部門, 准教授 (20365505)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨田 洋 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 研究員 (30399547)
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Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | X線CCD / X線 / 可視光線 / 紫外線 / 薄膜 / OBF / OBL / 遮光 |
Research Abstract |
本研究では,現在観測を続けている日本の「すざく」,欧米の「チャンドラ」,「ニュートン」を凌駕する広視野を持つ宇宙X線望遠鏡搭載を目指し,大面積・超高感度X線CCD を開発することを目的としている。 本研究の最も本質的な課題は,可視光や紫外線の遮断対策である。軟X線帯域で高い感度を有する裏面照射型X線CCD (BI-CCD)を宇宙X線観測用に使用するには,全面を薄膜(OBF:Optical Blocking Filter)で覆い,可視光と紫外線を遮光している。このOBFは軟X 線にとって不感感層となるため,軟X 線帯域で高い感度を誇るBI-CCD の特徴を最大限発揮させられない状況である。そこで本研究では,OBF に替わる新技術として,可視光・紫外線遮断フィルム(OBL:Optical Blocking Layer)を,直接BI-CCD 表面に最適の厚さでコートする技術を確立し,安全で確実なX 線CCD の可視光・紫外線遮断技術を実用化し,大面積のBI-CCD とOBL を組み合わせ,大面積・超高感度X 線CCD を実用化する。 平成25年度は,可視光・紫外線遮断フィルムをBI-CCDにコーティングする前に,①ポリイミドとアルミニウムからなる薄膜,②ガラス基板にポリイミドとアルミニウムの両方をコーティングした可視光・紫外線遮光フィルムの試作品をそれぞれ製作した。①はSPring8においてX線透過率を測定し,OBLの膜厚の評価実験が実施できることを実証した。②は,可視光透過率を測定したところ10^-4程度であった。我々の技術でアルミニウムを140nmコーティングすれば可視光透過率を目標である10^-4程度に抑えられることが分かった。ただし,設計値から予想した透過率よりも1桁程度高い結果であり,原因については次年度検証する。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度には,①可視光・紫外線遮光用フィルム(OBL)の試作品を製作すること,②試作したOBLの可視光透過率を測定すること,③OBLのアルミニウムのコーティング方法と厚みを決定すること,の3点を目標としていた。 これら3点のうち,①②については実施した。③については,コーティングしたアルミニウムの厚みから予想した可視光透過率よりも1桁高い結果であり,その原因の検証を次年度に持ち越すこととした。アルミニウムをコーティングする際の,工程を見直し,対応策についても方針を立てており,次年度に早速実施する。 以上のように,おおむね順調に遂行しており,問題点についても対応方法の検討ならびに方針も立てて,計画通り進めていると考えている。
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Strategy for Future Research Activity |
平成26年度には,「達成度」にも記載したように,まず,OBLのアルミニウムのコーティング方法を見直し,新たにOBLの試作品を製作する。その試作品の可視光透過率を測定し遮光性能の実証実験を行う。 また,宇宙でOBLを実際に使用するためには,原子状酸素によるポリイミドの腐食を防ぐ必要がある。そこで,平成25年度に製作した試作品を用いてに原子状酸素を照射し,可視光・紫外線透過率の測定,熱光学定数の測定を行い,発生するピンホールの量,サイズなど定量的な評価を行う。いくつかOBLの試作品を製作しながら,耐浸食性が高いアルミニウムとポリイミドのコーティング方法を決定する。また,OBLを実際にコーティングしたBI-CCDの試作品を製作し,エネルギー分解能などのX線に対する基本的性能を評価する。
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Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ポリイミドとアルミニウムからなるOBLのコーティング方法を改良した試作品の製作が予定よりも遅れ,今年度の予算を繰り越して,次年度(平成26年度)に費用を支出することとしたため。 今年度繰り越しを行った予算については,平成26年度にOBLの試作品ができ次第使用する。
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Research Products
(36 results)
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[Journal Article] Soft x-ray imager onboard ASTRO-H2013
Author(s)
H, Tsunemi, K. Hayashida, H. Nakajima, T. Tsuru, T. Tanaka, T. Dotani, M, Ozaki, C. Natsukari, H. Tomida, J. Hiraga, T. Kohmura, H. Murakami, K. Mori, M. Yamauchi, I. Hatsukade, A. Bamba.
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Journal Title
Proceedings of the SPIE
Volume: 8859
Pages: 88590- 88599
DOI
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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 and Methods in Physics Research A
Volume: 731
Pages: 160-165
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Property of LCP-GEM in Pure Dimethyl Ether at Low Pressure2013
Author(s)
Y. Takeuchi, T. Tamagawa, T. Kitaguchi, S. Yamada, W. Iwakiri, F. Asami, A. Yoshikawa, K. Kaneko, T. Enoto, A. Hayato, T. Kohmura, T. and the GEMS/XACT team
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Journal Title
Physics - Instrumentation and Detectors
Volume: accrepted
Pages: accrepted
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] ASTRO-H搭載用SXIの性能評価 応答関数と特殊観測モード2014
Author(s)
片多修平, 林田清, 中嶋大, 薙野綾, 穴吹直久, 常深博, 佐々木将軍, 上田周太朗, 井上翔太(大阪大学), 幸村孝由(工学院大学), 金子健太(東京理科大学),堂谷忠靖, 尾崎正伸, 冨田洋, 井澤正治, 近藤恵介(ISAS/JAXA), 鶴剛, 田中孝明, 内田裕之, 信川正順, 大西隆雄(京都大学), 村上弘志(東北学院大学), 森浩二(宮崎大学), ほかASTRO-H/SXIチーム
Organizer
日本天文学会2014年春季年会
Place of Presentation
国際基督教大学
Year and Date
20140319-20140322
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[Presentation] Wide-Field MAXI搭載 Soft X-ray Large Solid Angle Camera (SLC)の開発2014
Author(s)
木村公, 冨田洋, 上野史郎(JAXA), 河合誠之, 谷津陽一,有元誠(東工大), 三原建弘, 芹野素子(理研), 常深博(阪大), 吉田篤正, 坂本貴紀(青学大), 幸村孝由(工学院大), 根來均(日大),上田佳宏(京大), ほかWF-MAXI チーム
Organizer
日本天文学会2014年春季年会
Place of Presentation
国際基督教大学
Year and Date
20140319-20140322
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[Presentation] Wide-Field MAXI搭載 Hard X-ray Monitor (HXM)のASIC開発2014
Author(s)
有元誠, 河合誠之, 谷津陽一 (東京工業大学), 池田博一, 高橋忠幸, 武田伸一郎, 原山淳(ISAS), 冨田洋, 上野史郎,木村公(JAXA) , 三原建弘, 芹野素子 (理研), 常深博 (阪大), 吉田篤正, 坂本貴紀 (青学大), 幸村孝由 (工学院大),根來均 (日大), 上田佳宏 (京大), ほか WF-MAXI チーム
Organizer
日本天文学会2014年春季年会
Place of Presentation
国際基督教大学
Year and Date
20140319-20140322
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[Presentation] SOI技術を用いた新型X線撮像分光器の開発9: 電荷感応増幅型ピクセル回路の評価2014
Author(s)
武田彩希(総合研究大学院大学/KEK), 新井康夫(KEK), 鶴剛, 田中孝明, 中島真也, 松村英晃(京都大学), 森浩二, 西岡祐介, 竹中亮太(宮崎大), 幸村孝由(工学院), 今村俊文, 大本貴文, 岩田穆(A-R-Tec Corp.), 他SOIPIXグループ
Organizer
日本天文学会2014年春季年会
Place of Presentation
国際基督教大学
Year and Date
20140319-20140322
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[Presentation] Soft X-ray Response of the Soft X-ray Imager onboard ASTRO-H2013
Author(s)
S. Katada, K. Hayashida, H. Nakajima, R. Nagino, N. Anabuki, H. Tunemi, M. Sasaki, S. Ueda, S. Inoue(Osaka Univ), T. Kohmura (Kogakuin Univ), K. Kaneko(Tokyo Univ of Sci), T. Dotani, M.Ozaki, H.Tomida, M. Izawa, K. Kondo (ISAS/JAXA), T.G. Tsuru, T.Tanaka, H. Uchida (Kyoto Univ), and ASTRO-H SXI team
Organizer
The 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
Place of Presentation
Osaka University Nakanoshima Center
Year and Date
20131118-20131120
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[Presentation] Development of Soft X-ray Imager (SXI) onboard ASTRO-H satellite2013
Author(s)
J.S.Hiraga (Univ of Tokyo), H.Tsunemi, K.Hayashida (Osaka Univ) ,T.G.Tsuru (Kyoto Univ), T.Dotani (ISAS/JAXA), N.Anabuki, H.Nakajima(Osaka Univ), M.Ozaki, H.Tomida (ISAS/JAXA), T.Tanaka, H.Uchida (Kyoto Univ), I.Hatsukade, M.Yamauchi,K.Mori(Univ of Miyazaki), T.Kohmura (Kogakuin Univ) and the Astro-H SXI team
Organizer
The 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
Place of Presentation
Osaka University Nakanoshima Center
Year and Date
20131118-20131120
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[Presentation] 超強磁場中性子星マグネターの可視光帯域における観測的研究2013
Author(s)
金子健太(理化学研究所/東京理科大学), 幸村孝由(工学院大学), 森井幹雄(理化学研究所), Tae-Soo Pyo, 美濃和陽典, 寺田宏(国立天文台), 坂本貴紀(青山学院大学), 浅野勝晃(宇宙線研究所), 白旗麻衣(ISAS/JAXA), 柴崎徳明(立教大学), 河合誠之(東京工業大学)
Organizer
日本天文学会2013年秋季年会
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
20130910-20130912
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[Presentation] Wide-Field MAXIに搭載される広天域軟X線カメラ(SLC)の開発状況2013
Author(s)
木村公, 冨田洋, 上野史郎(JAXA), 河合誠之, 谷津陽一,有元誠(東工大), 三原建弘, 芹野素子(理研), 常深博(阪大), 吉田篤正, 坂本貴紀(青学大), 幸村孝由(工学院大), 根來均(日大),上田佳宏(京大), ほかWF-MAXI チーム
Organizer
日本天文学会2013年秋季年会
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
20130910-20130912
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[Presentation] Wide-Field MAXI 搭載の硬X線モニター(HXM)の開発2013
Author(s)
有元誠, 河合誠之, 谷津陽一 (東工大), 冨田洋, 上野史郎, 木村公 (JAXA) ,三原建弘, 芹野素子 (理研), 常深博(阪大), 吉田篤正, 坂本貴紀 (青学大),幸村孝由 (工学院大), 根來均 (日大), 上田佳宏 (京大), ほか WF-MAXI チーム
Organizer
日本天文学会2013年秋季年会
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
20130910-20130912
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[Presentation] 超小型衛星を利用した継続的な理学的挑戦2013
Author(s)
錦沢 秀太郎, 西 顕太郎, 増田 充宏, 佐原 宏典, 江副 祐一郎, 大橋 隆哉 (首都大), 磯部 直樹 (ISAS/JAXA), 幸村 孝由 (工学院大), 宮村 典秀 (明星大), ORBISチーム
Organizer
日本天文学会2013年秋季年会
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
20130910-20130912
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[Presentation] ASTRO-H搭載X線CCDカメラ(SXI)の軟X線応答2013
Author(s)
佐々木将軍, 林田清, 薙野綾, 中嶋大, 穴吹直久, 常深博, 上田周太朗, 定本真明, 片多修平(大阪大学), 幸村孝由(工学院大学), 金子健太(東京理科大学), 堂谷忠靖, 尾崎正伸, 冨田洋, 井澤正治, 近藤恵介(ISAS/JAXA), 鶴剛, 田中孝明, 内田裕之, 信川正順, 大西隆雄(京都大学), 村上弘志(東北学院大学), 森浩二 (宮崎大), 他ASTRO-H/SXIチーム
Organizer
日本天文学会2013年秋季年会
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
20130910-20130912
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[Presentation] Soft x-ray imager onboard ASTRO-H2013
Author(s)
H. Tsunemi, K. Hayashida, H. Nakajima (Osaka Univ), T.G. Tsuru, T. Tanaka (Kyoto Univ), T. Dotani, M. Ozaki, C. Natsukari, H. Tomida(ISAS/JAXA), J. Hiraga(Univ of Tokyo), T. Kohmura(Kogakuin Univ), Hiroshi Murakami(Tohoku Gakuin Univ), and ASTRO-H SXI team
Organizer
SPIE
Place of Presentation
San Diego Convention Center
Year and Date
20130825-20130831
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[Presentation] Performance of the x-ray CCD coated with optical blocking layer for SXI onboard ASTRO-H2013
Author(s)
T. Kohmura(Kogakuin Univ), H. Tsunemi, K. Hayashida, H.Nakajima, N. Anabuki, R.Nagino, S. Ueda(Osaka Univ), T. Dotani, M. Ozaki, H. Tomida, C. Natsukari(ISAS/JAXA), T.G. Tsuru, T. Tanaka, M. Nobukawa, H. Uchida(Kyoto Univ), and ASTRO-H SXI team
Organizer
SPIE
Place of Presentation
San Diego Convention Center
Year and Date
20130825-20130831
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