イベント駆動型ＳＯＩピクセル検出器による大立体角Ｘ線監視観測の開拓

• 研究課題/領域番号: 26610047
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 鶴 剛 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10243007)
• 連携研究者: 前田 啓一 京都大学, 大学院理学研究科, 准教授 (00503880)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: Ｘ線ガンマ線天文学 / 大立体角Ｘ線監視 / SOI型シリコンピクセル検出器 / Ｘ線γ線天文学 / 突発天体 / Ｘ線天文学 / SOIPIX検出器 / Ｘ線監視

研究成果の概要

10keV以下の軟X線の大立体角監視には超新星爆発の瞬間のショックブレイクアウトＸ線を始め，突発天体の豊富なサイエンスが存在する．そこで大立体角監視Ｘ線カメラの実現を目指す．本研究ではこれに必要なＸ線SOIPIX素子の基礎開発を行った．(1) 回路層での回路や配線の配置を変更することで，電荷雲重心法による高空間分解能に必要な高い電荷収集効率を得た．(2) 高い軟X線感度を得るために，裏面プロセスとして，レーザーアニールとピザプロセスの２つを試した．その結果，要求性能(1um以下)を満たす見込みを得た．

研究成果

• [雑誌論文] Electron Pattern Recognition using trigger mode SOI pixel sensor for Advanced Compton Imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimazoe, K.; Yoshihara, Y.; Fairuz, A.; Koyama, A.; Takahashi, H.; Takeda, A.; Tsuru, T.; Arai, Y.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 11 号: 02 ページ: C02030-C02030
  • DOI: 10.1088/1748-0221/11/02/c02030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of spectroscopic performance using a charge-sensitive amplifier circuit for an X-ray astronomical SOI pixel detector (2015)
  • 著者名/発表者名: Ayaki Takeda et al.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 10 号: 06 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1088/1748-0221/10/06/c06005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] SOI Pixel Sensor for Gamma-Ray Imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimazoe, Kenji; Atiqah, Fairuz; Yoshihara, Yuri; Koyama, Akihiko; Takahashi, Hiroyuki; Orita, Tadashi; Kamada, Kei; Takeda, Ayaki; Tsuru, Takeshi; Arai, Yasuo
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none)
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A SOI-Based Low Noise and Wide Dynamic Range Event-Driven Detector for X-Ray Imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Shrestha, Sumeet; Kamehama, Hiroki; Kawahito, Shoji; Yasutomi, Keita; Kagawa, Keiichiro; Takeda, Ayaki; Tsuru, Takeshi Go; Arai, Yasuo
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none)
• [雑誌論文] Study of the basic performance of the XRPIX for the future astronomical X-ray satellite (2015)
  • 著者名/発表者名: Tamasawa, Koki; Kohmura, Takayoshi; Konno, Takahiro; Tsuru, Takeshi Go; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none)
• [雑誌論文] Light Dark Matter Search with SOIPIX (2015)
  • 著者名/発表者名: Oka, Naoya; Miuchi, Kentaro; Tsuru, Takeshi G.; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none)
• [雑誌論文] Investigation of the Kyoto's X-ray Astronomical SOIPIXs with Double-SOI Wafer for Reduction of Cross-talks (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohmura, Shunichi; Tsuru, Takeshi Go; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none)
• [雑誌論文] A low-noise wide-dynamic-range event-driven detector using SOI pixel technology for high-energy particle imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Shrestha, H. Kamehama, S. Kawahito, K. Yasutomi, K. Kagawa, A. Takeda, T. Go Tsuru, Y. Arai
  • 雑誌名: Proc. SPIE 9593, Hard X-Ray, Gamma-Ray, and Neutron Detector Physics XVII 巻: 9593 ページ: 95930X-95930X
  • DOI: 10.1117/12.2188019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Investigation of charge-collection efficiency of Kyoto's X-ray astronomical SOI pixel sensors, XRPIX (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, Hideaki; Tsuru, Takeshi Go; Tanaka, Takaaki; Nakashima, Shinya; Ryu, Syukyo G.; Takeda, Ayaki; Arai, Yasuo; Miyoshi, Toshinobu
  • 雑誌名: Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A 巻: 765 ページ: 183-186
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.05.025
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Investigation of Charge-Collection Efficiency of Kyoto's X-ray Astronomical SOI Pixel Sensor, XRPIX (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, Hideaki; Tsuru, Takeshi Go; Tanaka, Takaaki; Nakashima, Shinya; Arai, Yasuo; Takeda, Ayaki; Mori, Koji; Nishioka, Yusuke; Takenaka, Ryota; Kohmura, Takayoshi
  • 雑誌名: Suzaku-MAXI 2014: Expanding the Frontiers of the X-ray Universe, proceedings of a conference held 19-22 February, 2014 at Ehime University, Japan. Edited by M. Ishida, R. Petre, and K. Mitsuda 巻: 1 ページ: 176-176
• [雑誌論文] Development and Performance of Kyoto's X-ray Astronomical SOI pixel (SOIPIX) sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuru, Takeshi G.; Matsumura, Hideaki; Takeda, Ayaki; Tanaka, Takaaki; Nakashima, Shinya; Arai, Yasuo; Mori, Koji; Takenaka, Ryota; Nishioka, Yusuke; Kohmura, Takayoshi; Hatsui, Takaki; Kameshima, Takashi; Ozaki, Kyosuke; Kohmura, Yoshiki; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9144 ページ: 914412-914412
  • DOI: 10.1117/12.2057158
• [学会発表] Event driven type of SOI pixel sensors for future X-ray astronomy satellites (2016)
  • 著者名/発表者名: T.G.Tsuru
  • 学会等名: International Forum on Detectors for Photon Science (IFDEPS)
  • 発表場所: 河口湖
  • 年月日: 2016-02-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] X線天文衛星用 X線SOIPIX検出器の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴 剛
  • 学会等名: SOI新学術研究会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] X線Imagerの現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴 剛
  • 学会等名: X線望遠鏡研究会2015
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress in the development of Kyoto’s X-ray astronomy SOI pixel sensor - XRPIX (2015)
  • 著者名/発表者名: T.G.Tsuru
  • 学会等名: SPIE
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2015-08-09
  • 国際学会
• [学会発表] ブラックホールと宇宙の進化をSOI検出器で探る (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴 剛
  • 学会等名: 宇宙と素粒子の謎を解き明かす最先端の３次元半導体検出器
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] Kyoto's X-ray Astronomical SOI pixel sensor - XRPIX (2015)
  • 著者名/発表者名: T.G.Tsuru
  • 学会等名: International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2015-06-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] XRPIXの開発計画 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鶴 剛
  • 学会等名: SOI新学術領域研究会
  • 発表場所: 金沢工業大学
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-27
• [学会発表] SOI技術を用いた新型X線撮像分光器の開発10: 開発の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鶴剛, 松村英晃, 武田彩希, 田中孝明 (京大理), 中島真也 (ISAS/JAXA), 新井康夫 (KEK), 森浩二, 竹中亮太, 西岡祐介 (宮崎大工), 幸村孝由 (東京理科大), 初井宇記, 尾崎恭介, 香村芳樹, 和賀井達也, 武井大 (理研), 亀島敬 (JASRI), 川人祥二, 香川景一郎, 安富啓太, 亀濱博紀, Sumeet Shrestha (静岡大電子工学研究所)
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Development and Performance of Kyoto's X-ray Astronomical SOI pixel (SOIPIX) sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuru, Takeshi G.; Matsumura, Hideaki; Takeda, Ayaki; Tanaka, Takaaki; Nakashima, Shinya; Arai, Yasuo; Mori, Koji; Takenaka, Ryota; Nishioka, Yusuke; Kohmura, Takayoshi; Hatsui, Takaki; Kameshima, Takashi; Ozaki, Kyosuke; Kohmura, Yoshiki; Wagai, Tatsuya; Takei, Dai; Kawahito, Shoji;
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation
  • 発表場所: モントリオール, カナダ
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Development and Performance of Kyoto's X-ray Astronomical SOI pixel sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: T.G.Tsuru, H. Matsumura, A.Takeda, T.Tanaka (Kyoto U.), Y.Arai (KEK), K.Mori, Y.Nishioka, R.Takenaka (U. Miyazaki), T.Kohmura (Tokyo U. of Science), S.Nakashima (ISAS/JAXA), T. Hatsui, T. Kameshima, K.Ozaki, Y.Kohmura, T. Wagai, D.Takei (Riken), S. Kawahito (Shizuoka U.)
  • 学会等名: FEE2014
  • 発表場所: Argonne National Labo, USA
  • 年月日: 2014-04-20 – 2014-04-24