系外黄道光観測に向けた赤外線検出器技術の開発

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16077205
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 村上 浩 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・赤外・サブミリ波天文学研究系, 教授 (40135299)
• 研究分担者: 片坐 宏一 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・赤外・サブミリ波天文学研究系, 助教授 (70242097) ; 和田 武彦 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・赤外・サブミリ波天文学研究系, 助手 (50312202) ; 松浦 周二 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・赤外・サブミリ波天文学研究系, 助手 (10321572) ; 金田 英宏 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・赤外・サブミリ波天文学研究系, 助手 (30301724) ; 平尾 孝憲 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00293689)
• キーワード: 光学赤外線天文学 / 惑星起源・進化 / テラヘルツ / 赤外材料・素子 / MBE、エピタキシャル / 電子デバイス・機器

研究概要

1.GaAs検出器については、結晶成長の条件を改良し、40個程度の結晶を試作した。この試作において純度が高い(不純物濃度:10の14乗個cc程度)ものを安定してつくれるようになった。また、この純度では従来は30ミクロン程度の厚さの結晶しかつくれなかったが、今回の改良によって厚さ100ミクロンをこえるものをつくれるようになった。
そこで、この結晶を用いて電極をつけ、赤外線検出器として動作するものを試作した。従来の結晶では光に対する感度が極めて低かったが、今回の厚さの向上によって量子効率で0.1程度の感度が得られるようになり、光検出器として実用になるレベルのところまで到達できた。今後は、純度をさらに向上させ、現段階では多すぎる暗電流を低減することが目標になる。
2.検出器アレイの性能評価装置として4K冷凍機をもちいたクライオスタットを製作した。このクライオスタットは計画の後半で実施する観測においても用いることの出来るものとして十分な容積を持つと同時にアレイ検出器評価実験にも使いやすいものを設計・製作した。
今後は観測装置として必要な中間赤外アレイを購入し、このクライオスタットに光学系と共に組み込んでいく。
3.検出器の極低温読みだし回路の試作・評価実験についてはパラメータアナライザーを導入し、FETの特性を測定するための環境整備を行った。
今後はFETの試験用サンプルの入手ができ次第、測定を行っていく。

研究成果

• [雑誌論文] Development of GaAs photoconductors for far-infrared/submillimeter astronomy (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Watanabe, H.Murakami, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 5498 ページ: 637-646