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PSS-SOI高分解能検出器の開発および応用

公募研究

研究領域3次元半導体検出器で切り拓く新たな量子イメージングの展開
研究課題/領域番号 26109502
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

島添 健次  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70589340)

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 *注記
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2015年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード電子飛跡追跡 / コンプトンカメラ / SOI / 陽電子 / 電子トラッキング
研究実績の概要

SOI(Silicon on Insulator)検出器を用いた30micronピクセルのトリガーモード型の電子飛跡観測センサーの開発を行い、非同期での電子飛跡観察に成功した。SOIの高抵抗シリコン層の厚みは最大500micronであり、従来のガス方式と比較しても高感度化が可能である。また高速化のためトリガーが発生した周辺の25x25ピクセル(750micron角)を読みだすロジックを作成し全ピクセルを読みだすフレーム読出モードと比較して30倍以上の高速化を行った。また高位置分解能化のため10micronピクセルの両面読出型のセンサーの試作開発を行った。
開発したトリガーモード型のセンサーを用いてGAGG+MPPCと組み合わせたコンプトンカメラの試作機を製作し、初期のコンプトンイメージの再構成に成功した。固体型の電子飛跡追跡型のコンプトンカメラとしてはこれまでに例がないものである。
また今後の電子飛跡追跡型コンプトンカメラの利用として2光子を同時に観測するための装置のモンテカルロシミュレーションを行い、従来方式に比較して10倍程度のSN比の向上が可能であることを確認した。
またSOIピクセルセンサを用いて植物生体内の分子動態イメージングの試験を行い、Na-22,Cs-137などの撮像試験を実施した。実験結果より高エネルギーのβ線に関しては電子飛跡の解析から、特性X線に関しては得られるエネルギースペクトルから判別可能であることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [雑誌論文] Electron Pattern Recognition using trigger mode SOI pixel sensor for Advanced Compton Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shimazoe, Y. Yoshihara, A. Fairuz, A. Koyama, H. Takahashi, A. Takeda, T. Tsuru, Y. Arai
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: Vol. 11

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] SOI Pixel Sensor for Gamma-Ray Imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Shimazoe, Fairuz Atiqah, Yuri Yoshihara, Akihiko Koyama, Hiroyuki Takahashi, Tadashi Orita, Kei Kamada, Ayaki Takeda, Takeshi Tsuru, Yasuo Arai
    • 雑誌名

      arXiv Instrumentation and Detectors

      巻: 2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 生体内多核種同時イメージング検出器の基礎検討2016

    • 著者名/発表者名
      丁 性元、吉原 有里、島添 健次、高橋 浩之、杉田 亮平、広瀬 農
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 2光子同時計測コンプトンイメージング手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      吉原有里、中村泰明、島添健次、高橋浩之
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Electron Pattern Recognition with Silicon-on-Insulator Sensor for Advanced Compton Imaging2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shimazoe, Y. Yoshihara, A. Fairuz, H. Takahashi, A. Takeda, T. Tsuru, Y. Arai
    • 学会等名
      IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子トラック認識型高感度コンプトンカメラの開発2015

    • 著者名/発表者名
      島添 健次、吉原 有里 、Atiqah Fairuz、高橋 浩之、織田 忠、武田 彩希、 鶴 剛、新井 康夫
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of electron tracking Compton camera with Event Driven SOI sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Shimazoe, Yuri Yoshihara, Atiqah Fairuz, Hiroyuki Takahashi, Ayaki Takeda, Takeshi Tsuru, Yasuo Arai
    • 学会等名
      International Workshop on Radiation Imaging Detectors 2015
    • 発表場所
      Hunburg, Germany
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electron Track Recognition with SOI sensor for Advanced Compton Imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Atiqah Fairuz, Yuri Yoshihara, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi, Ayaki Takeda, Takeshi Tsuru, Yasuo Arai
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] SOIPIX page

    • URL

      http://soipix.jp/a-01-1.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference2015

    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 17th International Workshops on Radiation Imaging Detectors2015

    • 発表場所
      Hamburg
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] SOIPIX 20152015

    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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