| 研究課題/領域番号 |
18H01244
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
満田 和久 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (80183961)
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| 研究分担者 |
山崎 典子 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (20254146)
前畑 京介 九州大学, 工学研究院, 准教授 (30190317)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | TES型マイクロカロリメータ / 太陽アクシオン |
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| 研究実績の概要 |
2018年度は, 収率の高い薄膜形成プロセスである電析による鉄吸収体形成をプロセスパラメータを変更しながら, 複数回実施し, その形成具合をみるとともに, 製作した薄膜の極低温(4K)での電気抵抗率を測定した。
電気抵抗率から熱伝導率を推定し, その熱伝導率を仮定したマイクロカロリメータ素子の熱シミュレーションを行なった。その結果, 薄膜形成プロセスにめどをつけるとともに, 得られて熱伝導率で目標とする10から20eV程度のエネルギー分解能を達成できるとの結論を得た。
以上の結果にもとづいて, マイクロカロリメータ素子の構造設計とプロセス設計を行なった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画では, 鍵となる二つの開発要素（収率の高い鉄吸収体形成プロセス, 鉄の磁性がTESに及ぼす影響を排除した設計）の研究を, 最初の１年半で終え, その後, 測定用の素子の製作にはいるとしていた。収率の高い鉄吸収体形成プロセスについては2018年度でめどがつき, また, 鉄の磁性の影響についてはシミュレーションによる検討を終えている。
また, イタリアINAFの Istituto Astrofisica e Planetologia Spaziali と共同研究を行うべく準備をすすめている。このグループはTESマイクロカロリメータを用いた, 1cm2程度の大きさの反同時計数用検出器を開発しており, 彼らの素子は, 本測定の反同時計数用検出器に適当な大きさと感度をもつ。研究代表者はこのグループのリーダーのPiro氏とは旧知の仲であり, 2018年度に大学院生が研究所を訪問し, 実物を見ながら向こうの開発状況を確認した。
したがって, おおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
2019年度は, 2018年度の設計に基づいたマイクロカロリメータ素子を製作し, 57Coからの14.4keVガンマ線などを用いて検出器としての評価を行う。本科研費研究の準備研究として, 鉄の磁性がTES(超伝導遷移端センサー)の超伝導特性を阻害する対策として, 電磁界シミュレーションを行い, 鉄吸収体とTESの間に必要な最小距離を見積もった。
これをまず, マイクロカロリメータ素子で確認する必要がある。距離が小さい方が熱伝達の観点では有利であるので, 距離の異なる素子を複数試作し，最適な距離を決定する。その結果に基づいて，最終的な素子のデザインを決定する。
また, 測定感度を高めるために, 極低温の反同時計数用検出器を国際協力で調達することを検討している。
2019年度中に評価用素子を入手し, 我々の実験環境での評価を行うことを希望している。
2020年度前半までに, 必要な技術要素研究を終え, その後, アイソトープ濃度を57Feに高めた鉄を使った素子製作をすすめ，測定キャンペーンを開始したい。
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