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TES型精密X線分光器を用いた「はやぶさ2」帰還試料の微小水和物探査に向けた研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K23473
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0204:天文学、地球惑星科学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

林 佑  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 宇宙航空プロジェクト研究員 (00846842)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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)
キーワードSTEM / 地球外物質 / X線分光器 / メッキ環境 / X線分光 / MEMS / TES / TESカロリメータ / 地球外物質分析
研究開始時の研究の概要

今日の地球の有機物や水の由来を解明するためには太陽系形成過程の解明が重要な手がかりとなる。太陽系形成過程の解明には太陽系形成当時(原始太陽系)の情報が必要不可欠であり、原始太陽系で生成され、惑星に取り込まれることなく星間空間に存在する地球外物質のみが、原始太陽系の状態や進化の過程を直接分析することを可能にする。近年、「はやぶさ」に代表される地球外物質のサンプルリターンミッションにより、こうした重要な地球外物質の分析が可能となってきた。本研究では、これらの地球外物質のミクロスケールでの超精密X線分光分析を目指したTESカロリメータの開発を行う。

研究成果の概要

本研究では、隕石中の水和物探査のため、分光性能を一桁向上可能なTES型X線マイクロカロリメータのX線吸収体の大型化に向けた開発を行なった。大型化で重要なキーテクノロギーとなるマッシュルーム型吸収体を成立させるには電解析出方法を用いたAuの成膜技術が必要であり、電解析出環境の導入から行い、安定した成膜条件の確立を行った。さらに、析出させたAuのSEM観察から表面荒さを抑えたAu薄膜の成膜に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発しているX線分光器は走査透過型電子顕微鏡の元素分析を行うために開発している。地球外物質のマイクロ分析を可能とし、我々の太陽系の形成過程から水や有機物の起源を明らかにすることができるだけでなく、透過型電子顕微鏡は材料研究やバイオテクノロジーなどの最先端テクノロジーの研究開発において、重要な分析方法の一つとなる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] A Concept Design of TES X‐ray Microcalorimeter Array with Different Thickness Absorber Toward the Observation from 50 eV to 15 keV for STEM‐EDS2019

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu, Ryohei Konno, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Akira Takano, Keisuke Maehata and Toru Hara
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 ページ: 908915-908915

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A developments of 64-pixel TES on energy dispersive X-ray spectroscopy system for STEM2020

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Hayashi
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サブマイクロスケールでの地球外物質分析を目指した広帯域での検出効率 向上を可能とする TES 型 X 線マイクロカロリメータの開発2020

    • 著者名/発表者名
      林 佑
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A study of TES X-ray microcalorimeter array with different absorber thickness towards the observation from 50 eV to 15 keV for STEM-EDS2019

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Hayashi
    • 学会等名
      Low Temperature Detectors 18th
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developments of TES array and the detector stage towards the observation from 100 eV to 15 keV for STEM2019

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Hayashi
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developments of TES Array towards the Observation from 100 eV to 15 keV for STEM-EDS2019

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Hayashi
    • 学会等名
      13th Superconducting SFQ VLSI Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 50 eVから15 keVの特性X線を用いたナノスケール構造中の精密定量分析を目指したTES型X線マイクロカロリメータの開発2019

    • 著者名/発表者名
      林 佑
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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