イベント駆動型ＳＯＩピクセル検出器による大立体角Ｘ線監視観測の開拓

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26610047
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 鶴 剛 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10243007)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: Ｘ線γ線天文学 / 突発天体 / 大立体角Ｘ線監視

研究実績の概要

歴史的な経緯からX線帯域，特に10keV以下の軟Ｘ線では大立体角監視装置と突発天体の観測実績は意外にも少ない．しかし，超新星爆発の瞬間のショックブレイクアウトＸ線を始め，豊富なサイエンスが存在する．その広大なディスカバリースペースを開拓することを最終目標とし，本研究は大立体角監視Ｘ線SOIPIXカメラを開発する．２次元符号化マスクを組み合わせて空間分解能0.01度，時間分解能1μ秒．0.3-40keVの広帯域，非同時計数による低バックグラウンド性能を5cm高のコンパクトなカメラサイズで実現する．
超新星ショックブレイクアウトＸ線のスペクトルは比較的ソフトであると考えられていり，素子の軟X線感度を向上させる必要がある．本Ｘ線SOIPIXは裏面照射型を採用しているので，裏面側の不感層をできるだけ薄くする必要がある．そこで，今年度はイオンインプラとレーザーアニーリングと，低温イオンインプラと低温アニーリングを行う２つのプロセスを開発し，評価を行った．その結果，両者ともほぼ1μm程度の不感層であることがわかった．この結果は投稿論文として出版予定である．さらに，低温CVDという方法にチャレンジをした．すでに保持していたベアチップに対して，プロセスを行った．現在評価中であるが，裏面における暗電流の分布に非一様性がある．本萌芽はここで終了するが，引き続き，この低温CVDとレーザーアニーリングのプロセスパラメーターチューニングを行い，不感層を薄くする努力を継続する．

研究成果

• [雑誌論文] Electron Pattern Recognition using trigger mode SOI pixel sensor for Advanced Compton Imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimazoe, K.; Yoshihara, Y.; Fairuz, A.; Koyama, A.; Takahashi, H.; Takeda, A.; Tsuru, T.; Arai, Y.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 11 ページ: id. C02030
  • DOI: 10.1088/1748-0221/11/02/C02030
• [雑誌論文] Improvement of spectroscopic performance using a charge-sensitive amplifier circuit for an X-ray astronomical SOI pixel detector (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeda, A.; Tsuru, T. G.; et al.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 10 ページ: C06005
  • DOI: 10.1088/1748-0221/10/06/C06005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SOI Pixel Sensor for Gamma-Ray Imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimazoe, Kenji; Atiqah, Fairuz; Yoshihara, Yuri; Koyama, Akihiko; Takahashi, Hiroyuki; Orita, Tadashi; Kamada, Kei; Takeda, Ayaki; Tsuru, Takeshi; Arai, Yasuo
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none) ページ: arXiv150706743S
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A SOI-Based Low Noise and Wide Dynamic Range Event-Driven Detector for X-Ray Imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Shrestha, Sumeet; Kamehama, Hiroki; Kawahito, Shoji; Yasutomi, Keita; Kagawa, Keiichiro; Takeda, Ayaki; Tsuru, Takeshi Go; Arai, Yasuo
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none) ページ: arXiv150706747S
• [雑誌論文] Study of the basic performance of the XRPIX for the future astronomical X-ray satellite (2015)
  • 著者名/発表者名: Tamasawa, Koki; Kohmura, Takayoshi; Konno, Takahiro; Tsuru, Takeshi Go; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none) ページ: arXiv150706868T
• [雑誌論文] Light Dark Matter Search with SOIPIX (2015)
  • 著者名/発表者名: Oka, Naoya; Miuchi, Kentaro; Tsuru, Takeshi G.; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none) ページ: arXiv150706987O
• [雑誌論文] Investigation of the Kyoto's X-ray Astronomical SOIPIXs with Double-SOI Wafer for Reduction of Cross-talks (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohmura, Shunichi; Tsuru, Takeshi Go; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015), Tohoku University, Sendai 巻: (none) ページ: arXiv150805185O
• [雑誌論文] A low-noise wide-dynamic-range event-driven detector using SOI pixel technology for high-energy particle imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Shrestha, Sumeet; Kamehama, Hiroki; Kawahito, Shoji; Yasutomi, Keita; Kagawa, Keiichiro; Takeda, Ayaki; Tsuru, Takeshi Go; Arai, Yasuo
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9593 ページ: id. 95930X
  • DOI: 10.1117/12.2188019
• [学会発表] Event driven type of SOI pixel sensors for future X-ray astronomy satellites (2016)
  • 著者名/発表者名: T.G.Tsuru
  • 学会等名: International Forum on Detectors for Photon Science (IFDEPS)
  • 発表場所: 河口湖
  • 年月日: 2016-02-28 – 2016-03-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] X線天文衛星用 X線SOIPIX検出器の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴 剛
  • 学会等名: SOI新学術研究会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] X線Imagerの現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴 剛
  • 学会等名: X線望遠鏡研究会2015
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-11-16 – 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress in the development of Kyoto’s X-ray astronomy SOI pixel sensor - XRPIX (2015)
  • 著者名/発表者名: T.G.Tsuru
  • 学会等名: SPIE
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2015-08-09 – 2015-08-13
  • 国際学会
• [学会発表] ブラックホールと宇宙の進化をSOI検出器で探る (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴 剛
  • 学会等名: 宇宙と素粒子の謎を解き明かす最先端の３次元半導体検出器
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-06-06 – 2015-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] Kyoto's X-ray Astronomical SOI pixel sensor - XRPIX (2015)
  • 著者名/発表者名: T.G.Tsuru
  • 学会等名: International Workshop on SOI Pixel Detector (SOIPIX2015)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-06
  • 国際学会 / 招待講演