| 研究課題/領域番号 |
07458099
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中沢 正治 東京大学, 大学院・工業系研究科, 教授 (00010976)
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| 研究分担者 |
高田 英治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00270885)
高橋 浩之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70216753)
河原林 順 名古屋大学, 工学部・原子核工学科, 助手 (80283414)
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| キーワード | PMT / ダイノード / イメージング / 光検出器 / 電子増倍 |
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| 研究概要 |
最近SRなど高輝度の線源が得られるようになっており高計数率動作の可能な放射線イメージング用検出器の需要が高まっている。本研究では、原理的に極めて計数率で動作可能なイメージング用検出器として、微細加工技術を利用した新しいマイクロ光電子増倍管の開発研究を行った。マイクロ光電子倍管は、電子増倍を行うための100μm×100μm程度のピクセルサイズの微細なダイノードチャンネルを一枚のダイノードプレート上に多数構築し、それらを多段に積み上げることにより必要な電子増倍度を得る構造をもつ。本研究では、主として2つの形状についてデバイスの設計と試作を行った。一つはピラミッド型のダイノードチャンネル形状のものであり、もう一つは斜め穴型のダイノードチャンネル形状のものである。これらは、それぞれシリコンの微細加工、シンクロトロン放射光を使用したLIGAプロセスにより製作される。電子軌道と2次電子放出の過程についてのモンテカルロシミュレーション計算を行った結果、適当なピクセルサイズと電極間距離を選ぶことにより、ダイノードプレートを12段重ねることで前者については最大10^5程度、後者については最大10^7程度の電子増倍度が得られることがわかった。そこで、実際に試作を行い、前者については、100μm×100μmのピクセルサイズのものを4段まで組み上げ、後者については、100μm×80μmのピクセルサイズのものを2段組み合わせたテスト用デバイスを作製し、真空中において、電子銃により電子を打ち込み、試験を行った。その結果、前者については、多段にしたときに、チャージアップなどの現象が顕著に見られ、十分な電子増倍度が得られなかったが、後者については、各段に耐える電圧を400Vとした場合、計算で予測された性能とほぼ等しい一段あたり約2倍の電子増倍度が得られた。
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