宇宙硬Ｘ線精密撮像分光観測に向けた広帯域ＣＣＤカメラの開発研究

• 研究課題/領域番号: 24684010
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中嶋 大 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70570670)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 21,060千円 (直接経費: 16,200千円、間接経費: 4,860千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2012年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
• キーワード: X線CCD / ASIC / 放射線耐性 / X線天文学 / CCD / ラッチアップ / ΔΣ ADC / X線天文 / 硬X線観測 / CCDカメラ

研究成果の概要

X線CCDカメラの高速低雑音信号処理用ASIC (MND03)を少量試作するとともに、単体性能試験専用の電気回路基板を製作した。雑音性能については、申請者が過去に開発し、2016年2月打ち上げられたX線天文衛星「ひとみ」搭載CCDカメラ用ASIC(MND02)と同等であったものの、線形性能についてはMND02 を上回る性能が得られた(INL=0.1%、6keVの X線に対して 6eV の誤差)。また放射線耐性(ラッチアップおよびトータルドーズ)を測定した。低高度地球周回軌道で目標稼働年数(5年)を大きく上回る放射線を照射した後も、性能に変化は見られず、軌道上での正常動作が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Low-noise High-speed Analog ASIC for X-ray CCD Cameras and Wide-band X-ray Imaging Sensors (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 未定 ページ: 283-287
  • DOI: 10.1016/j.nima.2016.04.040
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Global Distribution of Ionizing and Recombining Plasmas in the Supernova Remnant G290.1$-$0.8 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamitsukasa, Fumiyoshi; Koyama, Katsuji; Uchida, Hiroyuki; Nakajima, Hiroshi; Hayashida, Kiyoshi; Mori, Koji; Katsuda, Satoru; Tsunemi, Hiroshi
  • 雑誌名: Pub. Astr. Soc. Japan 巻: 67-2 号: 2 ページ: 168-168
  • DOI: 10.1093/pasj/psu149
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Soft X-ray Imager (SXI) for the ASTRO-H Mission (2015)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tanaka, Hiroshi Nakajima et al.
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9601 ページ: 10-10
  • DOI: 10.1117/12.2190808
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Screening of ASIC for signal processing of Soft X-ray Imager onboard ASTRO-H (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima et al.
  • 雑誌名: JAXA Research and Development Report 巻: JAXA-RR-14-007 ページ: 1-10
  • NAID: 110009894224
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Use of a charge-injection technique to improve performance of the Soft X-ray Imager aboard ASTRO-H (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumiko K. Nobukawa et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 765 ページ: 269-274
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.05.091
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Suzaku discovery of Fe K-shell line from the O-rich SNR G292.0+1.8 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kamitsukasa, Fumiyoshi; Koyama, Katsuji; Tsunemi, Hiroshi; Hayashida, Kiyoshi; Nakajima, Hiroshi; Takahashi, Hiroaki; Ueda, Shutaro; Mori, Koji; Katsuda, Satoru; Uchida, Hiroyuki
  • 雑誌名: Pub. Astr. Soc. Japan 巻: 66-3 号: 3 ページ: 648-648
  • DOI: 10.1093/pasj/psu035
  • NAID: 40020140536
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Performance of front-end mixed-signal ASIC for onboard CCD cameras (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, Hiroshi; Inoue, Shota; Nagino, Ryo; Anabuki, Naohisa; Hayashida, Kiyoshi; Tsunemi, Hiroshi; Doty, John P.; Ikeda, Hirokazu
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2014 巻: 9154 ページ: 91541C-91541C
  • DOI: 10.1117/12.2055658
• [雑誌論文] Soft X-ray Imager (SXI) onboard ASTRO-H (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Hayashida et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9144 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1117/12.2054575
• [雑誌論文] Single Event Effect Characterization of the Mixed-Signal ASIC Developed for CCD Camera in Space Use (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima, Mari Fujikawa, Hideki Mori, Hiroaki Kan, Shutaro Ueda, Hiroko Kosugi, Naohisa Anabuki, Kiyoshi Hayashida, Hiroshi Tsunemi, et al
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. and Meth. 巻: 731 ページ: 166-171
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.05.146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton radiation damage experiment on P-Channel CCD for an X-ray CCD camera onboard the ASTRO-H satellite (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, Y. Nishioka, S. Ohura, Y. Koura, M. Yamauchi, H. Nakajima, S. Ueda, H. Kan, N. Anabuki, R. Nagino, K. Hayashida, H. Tsunemi, T. Kohmura, S. Ikeda, H. Murakami, M. Ozaki, T. Dotani, Y. Maeda, K. Sagara
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Phys. Res. A 巻: vol. 731 ページ: 160-165
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.05.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observations of the Type 2 QSO in the Central Galaxy of the Phoenix Cluster (2013)
  • 著者名/発表者名: Shutaro Ueda, Kiyoshi Hayashida, Naohisa Anabuki, Hiroshi Nakajima, Katsuji Koyama, Hiroshi Tsunemi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 778 号: 1 ページ: 33-40
  • DOI: 10.1088/0004-637x/778/1/33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft x-ray imager onboard ASTRO-H (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Tsunemi
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 8859 ページ: 88590-88599
  • DOI: 10.1117/12.2023267
• [雑誌論文] Proton irradiation test to Scintillator-directory-coupled CCD onboard FFAST (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nagino, Hiroshi Nakajima et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 8859 ページ: 88590G-88590G
  • DOI: 10.1117/12.2022848
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurement of the soft X-ray response of P-channel back-illuminated CCD (2013)
  • 著者名/発表者名: Shutaro Ueda
  • 雑誌名: Liclear Instruments and Methods in Physics Research 巻: 704 ページ: 140-146
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.11.187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft X-ray Imager (SXI) onboard ASTRO-H (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, H. tsunami, T. G. Tsuru, T. Dotani, 他22名
  • 雑誌名: SPIE 巻: vol.8443 ページ: 9-9
  • DOI: 10.1117/12.925095
• [雑誌論文] Fe-rich and Si-rich ejecta distribution in the Cygnus Loop (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima et al.
  • 雑誌名: SUZAKU 2011: Exploring the X-ray Universe: Suzaku and Beyond. AIP Conference Proceedings 巻: 1427 ページ: 269-270
  • DOI: 10.1063/1.3696198
• [雑誌論文] X-ray measurement of the elemental abundances at the outskirts of the Perseus cluster with Suzaku (2012)
  • 著者名/発表者名: Shutaro Ueda, Hiroshi Nakajima et al.
  • 雑誌名: Galaxy Clusters as Giant Cosmic Laboratories, Proceedings of a workshop 巻: 1 ページ: 58-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ASTRO-H X-ray Observatory (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takahashi, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 8443 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1117/12.926190
• [学会発表] 広帯域X線イメージセンサSDCCDの硬X線分光性能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今谷律子
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 広帯域X線イメージセンサSDCCDの硬X線分光性能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今谷律子
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2016-01-06
• [学会発表] X線CCD信号読み出しASICの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬真之介
  • 学会等名: X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-11-17
• [学会発表] Development of Low-noise High-speed Analog ASIC for X-ray CCD Cameras and Wide-band X-ray Imaging Sensors (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima
  • 学会等名: 10th International "Hiroshima" Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Detectors
  • 発表場所: 中華人民共和国(西安)
  • 年月日: 2015-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] 次世代衛星搭載CCDカメラ用ASICの開発(2) (2015)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都、新宿区)
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 次世代衛星搭載 CCD 高速低雑音処 理 ASIC の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府、豊中市)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 次世代衛星搭載CCD高速低雑音処理ASIC の性能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上翔太
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学(山形県、山形市)
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Performance of front-end mixed-signal ASIC for onboard CCD cameras (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima
  • 学会等名: Proc.SPIE meeting, High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy VI
  • 発表場所: モントリオール(カナダ)
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-27
• [学会発表] ASTRO-H搭載X線CCDカメラSXI用CCD素子スクリーニング (2013)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2013-09-20 – 2013-09-23
• [学会発表] 広帯域大面積X線CCD素子(Scintillator-Deposited CCD)の放射線耐性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2013-09-20 – 2013-09-23
• [学会発表] 衛星搭載CCDカメラ高速低雑音信号処理のためのアナログASICの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 埼玉大学(埼玉県)
• [学会発表] 衛星搭載CCDカメラ信号処理用アナログASIC素子の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
• [学会発表] ASTRO-H搭載X線CCDカメラ(SXI)用CCD素子のスクリーニングシステムの構築 2 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅 裕哲
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大分大学(大分県)
• [学会発表] ASTRO-H搭載SXI用アナログエレクトロニクスの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大分大学(大分県)
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載X線CCDカメラ（SXI）信号処理用ASICのシングルイベント耐性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 大
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都府)
• [備考] X線CCDの信号処理用ASIC
  • URL: http://wwwxray.ess.sci.osaka-u.ac.jp/OskXrayTlabHP/ASIC.html
• [備考] X線CCDの信号処理用ASIC
  • URL: http://wwwxray.ess.sci.osaka-u.ac.jp/OskXrayTlabHP/ASIC.html