2014 Fiscal Year Research-status Report
イベント駆動型ＳＯＩピクセル検出器による大立体角Ｘ線監視観測の開拓
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26610047
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鶴 剛 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10243007)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Ｘ線天文学 / SOIPIX検出器 / Ｘ線監視 / 突発天体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電荷雲重心法による，出来るだけ小さな位置分解能の実現：1つのピクセルに全ての電荷が収まってしまう場合は，ピクセル内のどこにX線が入射したかわからない．しかし複数のピクセルにまたがる場合はそれを逆手に取り，その電荷の分布の重心計算をすることで，ピクセルサイズより細かい位置分解能を得る事が可能である．
この方法を行う上でピクセル内部のどこにX線が入射したら，どのように電荷雲が生成し，最終的に複数のピクセルのそれぞれにどれだけの電荷が出来るかを調べる必要がある．そこで，一昨年に行ったSPring-8で行った細いＸ線ビームのサブピクセルレスポンス実験の詳しいデータ解析を行った．
その結果予想と違い，ピクセル境界付近にX線を入射した際には，電荷が失われる事がわかった．このままでは，ピクセルサイズより細かい位置分解能を得る事ができない．
そこで，電荷が失われるメカニズムをセンサー内部の電場シミュレーションツールを用いて詳しく調べた所，回路層がＸ線センサー層の電荷収集電場を乱してる事がわかった．そこで，回路層での回路や配線の配置を変更した所，この特性は改善する事ができた．
この成果は，査読付き投稿論文にまとめた．現在査読中である．
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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
今年度の研究により， 電荷雲重心法による，出来るだけ小さな位置分解能の実現するためには，回路層を含めたピクセルの電場の構造を理解する事が重要である事が分かった．電場シミュレーションの導入を行うことで実験結果を再現する事が可能になると共に，サブピクセル電荷の振る舞いの予測も可能となった．これにより，今後の設計指針も得られることが可能になった．従って，おおむね順調に進展していると評価できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究でピクセルの電場構造の設計が可能になった．これを使い，最適なピクセル内電場構造を構築する．
さらに当初の予定通に大立体角Ｘ線監視装置のサイエンスの検討として，具体的な大立体角Ｘ線監視装置（衛星）が目標とするサイエンスについて検討を行い，開発の指針を得る．
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| Causes of Carryover |
今年度は，昨年度SPring-8で得た実験データを解析したので，当初予定していた計画を次年度に送る事にした．その結果，当初の予定していた一部の予算を使用しない事になった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
電荷雲重心法を適用し4μm位置分解能を実現する．5cmサイズのカメラの製作と性能評価．イメージング能力と低バックグラウンド能力を中心に評価する．大立体角Ｘ線監視装置（衛星）の具体的提案と実現できるサイエンスの検討を行う．
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[Journal Article] Investigation of charge-collection efficiency of Kyoto's X-ray astronomical SOI pixel sensors, XRPIX2014
Author(s)
Matsumura, Hideaki; Tsuru, Takeshi Go; Tanaka, Takaaki; Nakashima, Shinya; Ryu, Syukyo G.; Takeda, Ayaki; Arai, Yasuo; Miyoshi, Toshinobu
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Journal Title
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A
Volume: 765
Pages: 183 - 186
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Investigation of Charge-Collection Efficiency of Kyoto's X-ray Astronomical SOI Pixel Sensor, XRPIX2014
Author(s)
Matsumura, Hideaki; Tsuru, Takeshi Go; Tanaka, Takaaki; Nakashima, Shinya; Arai, Yasuo; Takeda, Ayaki; Mori, Koji; Nishioka, Yusuke; Takenaka, Ryota; Kohmura, Takayoshi
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Journal Title
Suzaku-MAXI 2014: Expanding the Frontiers of the X-ray Universe, proceedings of a conference held 19-22 February, 2014 at Ehime University, Japan. Edited by M. Ishida, R. Petre, and K. Mitsuda
Volume: 1
Pages: 176 - 176
DOI
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[Presentation] SOI技術を用いた新型X線撮像分光器の開発10: 開発の現状2014
Author(s)
鶴剛, 松村英晃, 武田彩希, 田中孝明 (京大理), 中島真也 (ISAS/JAXA), 新井康夫 (KEK), 森浩二, 竹中亮太, 西岡祐介 (宮崎大工), 幸村孝由 (東京理科大), 初井宇記, 尾崎恭介, 香村芳樹, 和賀井達也, 武井大 (理研), 亀島敬 (JASRI), 川人祥二, 香川景一郎, 安富啓太, 亀濱博紀, Sumeet Shrestha (静岡大電子工学研究所)
Organizer
日本天文学会
Place of Presentation
山形大学
Year and Date
2014-09-11 – 2014-09-13
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[Presentation] Development and Performance of Kyoto's X-ray Astronomical SOI pixel (SOIPIX) sensor2014
Author(s)
Tsuru, Takeshi G.; Matsumura, Hideaki; Takeda, Ayaki; Tanaka, Takaaki; Nakashima, Shinya; Arai, Yasuo; Mori, Koji; Takenaka, Ryota; Nishioka, Yusuke; Kohmura, Takayoshi; Hatsui, Takaki; Kameshima, Takashi; Ozaki, Kyosuke; Kohmura, Yoshiki; Wagai, Tatsuya; Takei, Dai; Kawahito, Shoji;
Organizer
SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation
Place of Presentation
モントリオール, カナダ
Year and Date
2014-06-22 – 2014-06-27
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[Presentation] Development and Performance of Kyoto's X-ray Astronomical SOI pixel sensor2014
Author(s)
T.G.Tsuru, H. Matsumura, A.Takeda, T.Tanaka (Kyoto U.), Y.Arai (KEK), K.Mori, Y.Nishioka, R.Takenaka (U. Miyazaki), T.Kohmura (Tokyo U. of Science), S.Nakashima (ISAS/JAXA), T. Hatsui, T. Kameshima, K.Ozaki, Y.Kohmura, T. Wagai, D.Takei (Riken), S. Kawahito (Shizuoka U.)
Organizer
FEE2014
Place of Presentation
Argonne National Labo, USA
Year and Date
2014-04-20 – 2014-04-24
