| 研究課題/領域番号 |
18K04285
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 福岡工業大学 (2021-2022)
九州工業大学 (2018-2020) |
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研究代表者 |
有吉 哲也 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (60432738)
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| 研究分担者 |
有馬 裕 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (10325582)
坂本 憲児 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (10379290)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | X線 / 光子 / センサー / シリコン / フォトダイオード / 半導体 / X線センサー / 単一光子計測 / フォトンカウンタ / 単一X線光子計測 / トレンチダイオード / X線CT / ダイナミックレンジ / シリコンフォトダイオード / フォトンカウンティング / 低被曝線量 |
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| 研究成果の概要 |
X線は画像、構造、元素等の各分析で利用されている。近年、X線を量子的な光子として捉え、そのエネルギー情報も利用して従来の濃淡X線画像に加えて元素濃度マッピングを施す光子計数型X線イメージングが考案されている。その中でX線光子検出器はX線画像を得るための重要な機器である。
本研究では安価で無害で加工性に優れているシリコンをX線光子検出器材料として利用する。X線光子検出部であるPN接合シリコンフォトダイオードをトレンチ（溝）状に形成し、X線光子の検出効率を改善する。X線のコンプトン散乱による画像にじみを抑える画素構造のシリコンX線光子検出器を提案した。また、単一γ（X）線光子の検出にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光子計数型X線イメージングは本質的に検出器の暗電流の影響を抑えることができ、照射X線量を少なくできる。更に本提案のX線光子センサーは安価で無害なシリコンを利用しており、製造時及び廃棄時の環境負荷が非常に少ない。X線の検出効率に依存する検出器材料の原子番号について、シリコンは14と高くはないが、PN接合フォトダイオードを溝状にするなど素子構造を工夫すれば検出効率を改善できる。本研究成果で鮮鋭なX線像を得られることも示された。また、他の検出器材料と比べてシリコンは移動度寿命積も優れ、高速にX線像を得ることができる。よって、被曝線量を従来よりも桁違いに抑制したうえに検査時間の短縮効果も期待できる。
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