ダークバリオンの総量観測にむけたＴＥＳカロリメータの交流駆動による精密分光の確立
| Project/Area Number |
14J11023
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Astronomy
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山本 亮 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | X線天文学 / 極低温 / TES / SQUID / FDM / ダークバリオン / 銀河間物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私はDIOS等の次世代天文衛星への搭載が予定されている超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータアレイ(以下、TESアレイ)の信号多重化読み出し回路の開発を行った。これは極低温で動作し、素子をアレイ化することで撮像性能を持たせることができるが、各素子を独立に読み出すと配線による熱流入を無視できなくなる。そのため複数素子の同時読み出しが撮像分光を実現する鍵となる。
衛星搭載に向けたステップとして、64素子のTESアレイを使用しX線分光を行う走査透過型電子顕微鏡(STEM)にTESアレイを搭載したSTEM-TESシステムの読み出し回路の開発を行った。私は複数素子同時読み出しの方法として、TESと低温アンプであるSQUIDのバイアスラインを共通化する方法を提案し、我々のグループで開発したTES、SQUIDパラメータから、STEM-TESでの最適なバイアス共通化数や、共通化方法を検討した。その結果、直列に8素子の共通化の場合、配線本数が削減し、分光性能の劣化に繋がるクロストークも0.2%以下に抑えられることを示した。私は共同研究者と共にSTEM-TES用のSUQID chipと駆動回路を開発し、低温試験でクロストークによる性能劣化がシステムの要求を充分に満たすことを示した。以上の研究成果について、国際学会口頭発表し、主著者として投稿論文にまとめた。
また、数百素子以上の多重化に向けて、TESアレイを交流駆動する周波数分割信号多重化(FDM)の開発も行った。我々のグループでは低発熱型FDM用SQUIDや低温フィルタ、低ノイズアンプやFDMに特化した読み出し回路を独自に開発した。私は主に低温回路の評価を行った。このFDM用回路を用いて4素子同時駆動を行い、信号の取得に成功した。以上の実験結果を共著者として投稿論文にまとめた。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Common bias readout for TES array on Scanning Transmission Electron Microscope2016
Author(s)
R.Yamamoto, K.Sakai, K.Maehisa, K.Nagayoshi, T.Hayashi, H.Muramatsu, Y.Nakashima, K.Mitsuda, N.Y.Yamasaki, Y.Takei, M.Hidaka, S.Nagasawa, K.Maehata, T.Hara
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Journal Title
Journal of Low Temperature Physics
Volume: 印刷中
Issue: 1-2
Pages: 454-459
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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