STJ検出器による高効率極端紫外線望遠鏡のための多層膜光学素子の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13874056
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 滝澤 慶之 独立行政法人理化学研究所, イメージ情報研究ユニット, 協力研究員 (70312246)
• 研究分担者: 佐藤 広海 独立行政法人理化学研究所, イメージ情報研究ユニット, 研究員 (20300874) ; 大谷 知行 独立行政法人理化学研究所, 川瀬独立主幹研究ユニット, ユニット研究員 (50281663) ; 清水 裕彦 独立行政法人理化学研究所, イメージ情報研究ユニット, 研究ユニットリーダー (50249900) ; 志岐 成友 独立行政法人理化学研究所, イメージ情報研究ユニット, 基礎科学特別研究員 (50342796) ; 池田 時浩 独立行政法人理化学研究所, 原子物理研究室, 研究員 (80301745)
• キーワード: 極端紫外線 / 超伝導トンネル接合素子 / 多層膜 / 望遠鏡

研究概要

本年度は、最終年度であるが、Mg2Si多層膜光学素子の設計・作製を中心に行った。
多層膜光学素子の試作と最適化では、平成12年度に理化学研究所内に導入された多層膜成膜装置を用いて試作をする予定であったが、他の研究プロジェクトとの装置のシェアリングの関係で、Mg2SiではなくNi/Tiを用いた多層膜の製作を主に行い、本目的の曲面多層膜を作製するための装置の制御技術の習得を行った。Ni/Tiを用いた成膜精度は、当研究室が保有しているX線装置で評価し、本研究の多層膜が成膜する能力を十分に持つことを確認した。
Mg2Siを用いた多層膜の作成を、別途、研究室で保有している通電過熱蒸着装置で試みたが、多層膜として機能させるにいたらなかった。層間の膜が相互拡散した等の原因を考えている。また、Mg2Siを成膜する為には、それに適した成膜装置が必要であることが解った。本予算はこれで、終了してしまうが、引き続き成膜の可能性を模索したい。
光学系の設計に関しては、保有する超伝導接合素子(STJ)冷却用クライオスタットに取り付く小型望遠鏡の基本設計を完了させた。2回反射を利用したカセグレン型望遠鏡となっており、クライオスタット真空内の常温部に設置する構造とした。STJを0.3Kという極低温に保った状態で、集光した光を照射できるように熱シールド構造が十分にとれる設計を行った。本研究により、極端紫外線用の低温検出器を用いた望遠鏡の構築が十分に出来ることを確認したが、Mg2Siを用いた多層膜の製作という課題が残った。

研究成果

• [文献書誌] Takizawa Y., Sato H., Otani C., Siki S., Kurakado M., Shimizu H.M., Taino T.: "Multispectral/Fluorescence CT using Superconducting Tunnel Junction Detector for 3-D Material Analysis"Nucl.Instrum.Methods (LTD 10 conf.). (in press). (2004)
• [文献書誌] Sato H., Takizawa Y., Otani C., Siki S., Kurakado M., Shimizu H.M.: "Detection of hard X-rays using superconducting tunnel junctions"Nucl.Instrum.Methods (LTD 10 conf.). (in press). (2004)
• [文献書誌] Siki S., Sato H., Otani C., Takizawa Y., Kurakado M., Shimizu H.M.: "Detection of Single Optical Photons with STJ Detectors in RIKEN"Nucl.Instrum.Methods (LTD 10 conf.). (in press). (2004)
• [文献書誌] Y.Takizawa, T.Ikeda, T.Oku, C.Otani, K.Kawai, H.Sato, H.M.Shimizu: "Development of superconducting tunnel junctions for EUV Detectors"Surface Review and Letters. 9. 561-565 (2002)
• [文献書誌] Y.Takizawa, T.Ebisuzaki, C.Otani, H.M.Shimizu, Y.Takahashi: "Conceptual design of combined visible-Xray wide band telescope"Porc.of As SPIE Conference. 4849. 227-234 (2002)