| 研究課題/領域番号 |
20K14548
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分17010:宇宙惑星科学関連
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| 研究機関 | 立教大学 (2023)
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2022)
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 (2020-2021) |
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研究代表者 |
林 佑 立教大学, 理学部, 助教 (00846842)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | X線 / 極低温検出器 / 地球外物質 / 超伝導検出器 / 金メッキ / 地球外物質分析 / 走査透過型電子顕微鏡 / X線分光分析 / Ｘ線分光検出器 / TESカロリメータ / 極低温X線検出器 / STEM / TES / 透過型電子顕微鏡 / 超伝導遷移端型X線分光検出器 / エネルギー分散分光(EDS) |
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| 研究開始時の研究の概要 |
太陽系形成過程の解明は、今日の地球の有機物や水がどのように来たかを解明する手がかりとなる。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。「はやぶさ」に代表されるサンプルリターンにより、こうした重要な地球外物質の分析が可能となってきた。地球外物質は内部にサブマイクロスケールの微細構造を持ち、その分析方法の一つに高い空間分解能を持つ走査透過型電子顕微鏡とエネルギー分散型分析器(EDS)を組み合わせた、元素マッピングおよび定量分析がある。本研究では、EDSのための最新のTES型X線分光装置の開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータ(TESカロリメータ)のエネルギー帯域・分光性能を劣化させることなく、TESカロリメータの開口率・有効面積を改善し、TES-EDSを用いて地球外物質の分析を実現することを目指している。有効面積の飛躍的な改善のために、デットスペースである配線スペースを覆うような迫り出した吸収体構造を持つマッシュルーム型吸収体を採用し、高い熱伝導率を得られるメッキ環境を導入し、日本で初めて製作に成功した。低温での動作実証の結果、エネルギー分解能は10 eV程度と要求されているエネルギー分解能も達成しており、地球外物質分析の実現に向けて大きく前進した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、サブマイクロスケールでの地球外物質の定量分析を目指し、低温検出器システムの開発を行ってきた。従来の定量分析システムでは、エネルギー分解能が120 eVと近接する特性X線のピーク分離や微量な元素の検出が困難であり、定量分析の精度にも課題があった。本研究で開発するTES-EDSシステムでは、エネルギーを2桁以上向上可能であり、地球外物質の分析で重要となる微量分析も可能となり、学術的意義は大きい。さらに、この分析システム材料分析やバイオテクノロジーなどの幅広い分野への応用が期待されており、社会的意義も大きい。
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