宇宙における大規模運動の観測をめざしたマイクロカロリメータの開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13440079
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 石崎 欣尚 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (10285091)
• 研究分担者: 満田 和久 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (80183961) ; 山崎 典子 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助教授 (20254146) ; 大橋 隆哉 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70183027) ; 石田 学 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20249931) ; 藤本 龍一 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助手 (20280555)
• キーワード: X線 / マイクロカロリメータ / 超伝導遷移端検出器

研究概要

本年度は、単一ピクセルのTES(超伝導遷移端検出器)型カロリメータを用いてエネルギー分解能を追究することを力点におき、研究・開発を行った。共同研究を行っている早稲田大学理工学部庄子研究室およびセイコーインスツルメンツ(株)で製作したカロリメータ素子を数種類、東京都立大学の希釈冷凍機をもちいて冷却、X線照射をして評価を行った結果、現段階で18eV(@5.9keV)程度のエネルギー分解能を実現することができた。昨年までは99eVのエネルギー分解能が最高であり、1年間で着実な進展があったといえよう。また、多ピクセル化に関しても、世界で初めてスズめっきを利用して形成したX線吸収体をつけたカロリメータでX線の検出を行うなど今後の発展が期待できる。これらの研究開発に関しては、2001年の7月にアメリカ合衆国ウィスコンシン大学で行われたLow Temperature Detectorの第9回国際会議(通称LTD-9)において発表を行い、その内容は論文として出版されている。カロリメータの開発と併せて、それを冷却するための断熱消磁冷凍機(ADR)の開発も行っており、共同研究を行っている理化学研究所宇宙放射線研究室の三原によって設計・製作されたADRを整備・改良することにより、100mK以下までの冷却が行えることを確認した。
また、特に「あすか」衛星の観測データを用いて、宇宙における大スケール構造に関して解析・研究を行い、将来的にカロリメータを用いて行える物理について検討した。また、解析の結果についても重要なものは投稿論文としてまとめられ出版されている。

研究成果

• [文献書誌] Y.Ishisaki, T.Ohashi, Y.Ueda, A.Yamashita, I.Lehman, G.Hasinger: "ASCA Deep Survey of the Lockman Hole Field"Publ. Astron. Soc. Japan. 53. 445-457 (2001)
• [文献書誌] T.Furusho 他: "ASCA Temperature Maps of Three Clusters of Galaxies : A1060, AWM7, and the Centaurus Cluster"Publ. Astron. Soc. Japan. 53. 421-432 (2001)
• [文献書誌] A.Kushino 他: "Erbium-Doped Yttrium Alminum Garnet as a Magnetic Refrigerant for Low Temperature X-ray Detectors"J. App. Phys.. 90. 5812-5818 (2001)
• [文献書誌] R.Fujimoto 他: "Status of X-ray Microcalorimeter Development at ISAS"Low Temperature Detectors, AIP Conference Proceedings. 605. 231-234 (2002)
• [文献書誌] H.Kudo 他: "Fabrication of an x-ray microcalorimeter with an electrodeposited x-ray microabsorber"Low Temperature Detectors, AIP Conference Proceedings. 605. 235-238 (2002)
• [文献書誌] T.Miyazaki 他: "AC Calorimeters Bridge : a new multi-pixel readout method for TES calorimeter arrays"Low Temperature Detectors, AIP Conference Proceedings. 605. 313-316 (2002)