宇宙高精度ガンマ線撮像観測に向けた半導体撮像検出器の開発研究

• 研究課題/領域番号: 21684015
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 渡辺 伸 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (60446599)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2009年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: 宇宙物理(実験) / X線天文学 / ガンマ線天文学 / ガンマ線撮像 / CdTe半導体検出器 / 宇宙物理 / ガンマ線撮像検出器 / 放射線、X線、粒子線 / X線ガンマ線天文学

研究概要

本研究では、ラインガンマ線の高精度な撮像、集光観測を目的に、高い位置分解能とエネルギー分解能を持った半導体撮像検出器として、テルル化カドミウム半導体(CdTe)両面ストリップ検出器の開発、研究を行なった。世界に先駆けて、数100μmの位置分解能、1-2keVのエネルギー分解能、3.2cm角という大面積を併せ持つCdTe半導体両面ストリップ検出器を実現し、確立した。また、小型コーデッドマスクカメラ、Si/CdTe半導体コンプトンカメラへの適用を行い、ガンマ線イメージングを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Study of polarization phenomena in Schottky CdTe diodes using infrared light illumination (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato G., Fukuyama T., Watanabe S., Ikeda H., Ohta M., Ishikawa S., Takahashi T., Shiraki H., Ohno R.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Resaerch 巻: A652(1) ページ: 149-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of polarization phenomena in Schottky CdTe diodes using infrared light illumination (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato G., Fukuyama T., Watanabe S., et al
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research.A 巻: 652(1) 号: 1 ページ: 149-152
  • DOI: 10.1016/j.nima.2011.01.159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an integrated response generator for Si/CdTe semiconductor Compton cameras (2010)
  • 著者名/発表者名: Odaka, H., Sugimoto, S., Ishikawa, S.-N., Katsuta, J., Koseki, Y., Fukuyama, T., Saito, S., Sato, R., Sato, G., Watanabe, S., Kokubun, M., Takahashi, T., Takeda, S., Fukazawa, Y., Tanaka, T., Tajima, H.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Resaerch 巻: A624(2) ページ: 303-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hard X-ray and gamma-ray detector for ASTRO-H based on Si and CdTe imaging sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Kokubun, M., Watanabe, S., Nakazawa, K., Tajima, H., Fukazawa, Y., Takahashi, T., Kataoka, J., Kamae, T., Katagiri, H., Madejski, G. M., Makishima, K., Mizuno, T., Ohno, M., Sato, R., Takahashi, H., Tanaka, T., Tashiro, M., Terada, Y., Yamaoka, K.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Resaerch 巻: A623(1) ページ: 425-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] CdTe半導体を用いた高エネルギー分解能ガンマ線イメージャーの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺伸,佐藤悟朗、高橋忠幸
  • 雑誌名: 放射線 巻: 36(2) ページ: 59-78
  • NAID: 10026604079
• [雑誌論文] Development of an integrated response generator for Si/CdTe semiconductor Compton cameras (2010)
  • 著者名/発表者名: Odaka, H., Watanabe.S., et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research.A 巻: 624(2) ページ: 303-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hard X-ray and gamma-ray detector for ASTRO-H based on Si and CdTe imaging sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Kokubun, M., Watanabe, S., et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A 巻: 623(1) ページ: 425-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Hard X-ray Imager onboard IXO (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, K., Takahashi, T., Limousin, O., Kokubun, M., Watanabe, S., Laurent, P., Arnaud, M., Tajima, H.
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 7732
• [雑誌論文] High energy resolution hard X-ray and gamma-ray imagers using CdTe diode devices (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, S., Ishikawa, S.-N., Aono, H., Takeda, S., Odaka, H., Kokubun, M., Takahashi, T., Nakazawa, K., Tajima, H., Onishi, M., Kuroda, Y.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Nuclear Science 巻: Vol56(3) ページ: 777-782
  • 査読あり
• [雑誌論文] High energy resolution hard x-ray and gamma-ray imagers using CdTe diode devices (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Watanabe, et al.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Nuclear Science Vol 56 (3) ページ: 777-782
  • 査読あり
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載HXI用両面ストリップ検出器の応答の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 萩野浩一,中野俊男,小高裕和,佐藤悟朗,渡辺伸,国分紀秀,高橋忠幸,中澤知洋,牧島一夫,石橋和紀,宮澤拓也,酒井理人,坂廼邉果林,加藤大佳,滝澤峻也,上杉健太朗, 他HXI/SGDチーム
  • 学会等名: 日本天文学会2012年春季年会
  • 発表場所: 龍谷大学
• [学会発表] High Energy and Position Resolution CdTe Diode Double-Sided Strip Detectors (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Watanabe, et al
  • 学会等名: the 18th International Workshop on Room-Temperature Semiconductor X- and Gamma-ray Detectors
  • 発表場所: スペイン、バレンシア
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] High Energy and Position Resolution CdTe Diode Double-Sided Strip Detectors 2011 Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, S. Takeda, G. Sato, K. Hagino, T. Sato, Y. Ichinohe, S. Saito, T. Fukuyama, M. Ohta, H. Odaka, M. Kokubun, T. Takahashi
  • 学会等名: 18TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON ROOM-TEMPERATURE SEMICONDUCTOR DETECTORS
  • 発表場所: VALENCIA, SPAIN
• [学会発表] Developments of CdTe Diode Double-Sided Strip Detectors (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Watanabe, et al.
  • 学会等名: Symposium on Radiation Measurements and Applications
  • 発表場所: アメリカ合衆国、ミシガン州、アナーバー、ミシガン大学
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載硬X線イメージング検出器に用いる電極分割型CdTe素子の応答の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本宗一郎、小高裕和、石川真之介、福山太郎、斉藤新也、渡辺伸、高橋忠幸佐藤悟朗、国分紀秀
  • 学会等名: 日本天文学会2010年春季年会
  • 発表場所: 広島県東広島市広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] 硬X線・軟γ線用CdTe両面ストリップ検出器の基礎性能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福山太郎,渡辺伸,小高裕和,石川真之介,杉本宗一郎,斉藤新也,国分紀秀,高橋忠幸
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山県岡山市岡山大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Recent Developments of Schottky CdTe Diodes and Applications to Imaging Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Goro Sato, Taro Fukuyama, Koichi Hagino,Hirokazu Ikeda, Shin'nosuke Ishikawa, Junichiro Katsuta, Motohide Kokubun, Kazuhiro Nakazawa, Hirokazu Odaka,Masayuki Ohta, Shinya Saito, Tamotsu Sato, Tadayuki Takahashi, Shin'ichiro Takeda, Takaaki Tanaka, Shin Watanabe
  • 学会等名: The 17th International Workshop on Room-Temperature Semiconductor Xand Gamma-ray Detectors(RTSD)
  • 発表場所: Knoxville, Tennessee
• [学会発表] Response of CdTe Double-Sided Strip Detectors (2010)
  • 著者名/発表者名: Taro Fukuyama, Shin Watanabe, Shin-nosuke Ishikawa, Hirokazu Odaka, Shinya Saito, Masanori Ohno, Masayuki Ohta, Goro Sato, Yasuyuki Tanaka, Motohide Kokubun, and Tadayuki Takahashi
  • 学会等名: Symposium on Radiation Measurements and Applications
  • 発表場所: Ann Arbor, Michigan
• [学会発表] Photo-induced Polarization and Depolarization Effects in Schottky CdTe Diodes (2010)
  • 著者名/発表者名: Goro Sato, Taro Fukuyama, Shin Watanabe, Hirokazu Ikeda, Masayuki Ohta, Shin' nosuke Ishikawa, Tadayuki Takahashi
  • 学会等名: Symposium on Radiation Measurements and Applications
  • 発表場所: Ann Arbor, Michigan
• [学会発表] Developments of CdTe Diode Double-Sided Strip Detectors (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Watanabe, Shin-nosuke Ishikawa, Taro Fukuyama, Shinya Saito, Hirokazu Odaka, Goro Sato, Motohide Kokubun, Tadayuki Takahashi
  • 学会等名: Symposium on Radiation Measurements and Applications
  • 発表場所: Ann Arbor, Michigan
• [学会発表] Measuring X/Gamma-ray Polarization using a Si/CdTe Compton Camera (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin Watanabe
  • 学会等名: VERTEX 2009
  • 発表場所: Netherlands, Putten
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 硬X線,γ線観測に向けたピクセル分割型CdTe半導体撮像検出器の応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉本宗一郎,小高裕和,福山太郎,渡辺伸,石川真之介,国分紀秀,高橋忠幸
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市甲南大学岡本キャンパス
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] CdTe半導体を用いた高エネルギー分解能ガンマ線イメージャーの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺伸
  • 学会等名: 2009年秋季学術講演会放射線分科会企画「室温動作半導体放射線検出器の最新動向」
  • 発表場所: 富山県富山市富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] CdTe半導体を用いた高エネルギー分解能ガンマ線イメージャーの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺伸
  • 学会等名: 応用物理学会2009年秋季学術講演会放射線分科会企画「室温動作半導体放射線検出器の最新動向」
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Recent Results of CdTe Diode Double-Sided Strip Detectors (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, S.-N. Ishikawa, H. Odaka, S. Saito, T. Fukuyama, S. Sugimoto, G. Sato, M. Kokubun, T. Takahashi
  • 学会等名: IEEE 2009 Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Orlando, Florida
• [図書] Biological and Medical Sensor Technologies, High-Resolution CdTe Detectors and Their Application to Gamma-Ray Imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Tadayuki Takahashi, Shin Watanabe, Shin-nosuke Ishikawa, Goro Sato, Shin'ichiro Takeda
  • 総ページ数: 28
  • 出版者: Taylor & Francis Group
• [図書] High-Resolution CdTe Detectors and their Application to Gamma-Ray Imaging, Sensor Technologies : Biological and Medical Sensors, chapter 14 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tadayuki Takahashi, Shin Watanabe, Shin-nosuke Ishikawa, Goro Sato, Shin' ichiro Takeda
  • 総ページ数: 14
• [図書] High-Resolution CdTe Detectors and Application to Gamma-Ray Imaging, Semiconductor Radiation Detection Systems, Chapter 8 (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T., Watanabe, S., Ishikawa, S.
  • 出版者: CRC Press
• [備考]
• [備考]
  • URL: http://www.astro,isas.jaxa.jp/~watanabe/