| 研究課題/領域番号 |
17540239
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
片寄 祐作 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90323930)
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| 研究分担者 |
柴田 槇雄 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50018016)
鳥居 祥二 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 教授 (90167536)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | 宇宙線 / VLSI読み出しシステム / 結晶シンチレータ / フォトダイオード |
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| 研究概要 |
[マルチフォトダイオードとVLSIチップを用いた低消費電力、多レンジ信号読み出しシステム開発]面積の異なる4つのPD(10mm×20mm,10mm×10mm,φ7mm,φ1.1mm)とVLSIチップを用いたヘッドアンプモジュールによるBGO信号読み出しシステムを開発した。フロントエンド回路にはIDEAS社のVA32_HDR14が使用されており、消費電力は64chで約350mWである。LED光源、宇宙線ミュー粒子による測定、重粒子照射実験を行った結果、3つのフォトダイオードを用いて1MIPから約106MIPs以上まで測定可能であることが分かった。
[VA32_HDR14.2の開発]フォトダイオード用読み出し回路に最適化するために入力信号の極性を変更したVA32_HDR14.2を新たに開発した。このチップでは0.35μmテクノロジーが採用されており放射線耐性やノイズ性能が大幅に改善されている。
[トリプルフォトダイオードパッケージのデザイン]宇宙等での実際の使用のため、面積の異なるシリコンを1つのセラミックス上に載せたパッケージを新たに開発する必要がある。既存のPD(浜松ホトニクス、S3590-08、S3072、S5972)のシリコン感面をそのまま使用し、BGOを用いて1MIPをADC感度約3%で測定し、10^6MIPsまで観測可能な検出器を製作できることが分かった。
[放射耐性テスト]VLSIチップの耐放射線性を調べるためのビーム照射実験を行った。VA32HDR14(0.8μmプロセス)とVA32HDR14.2(0.35μmプロセス)にHeを照射して、トータルドーズ効果によるノイズレベル、ゲインの変化をテストパルスによって測定した。VA32_.HD14には1.6Mrad、VA32HDR14.2には74kRad照射したが、どちらのチップにも大きな射線損傷の影響は見らなかった。
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