出力パルス帰還温度制御型誘電体マイクロカロリーメーターの応答特性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380237
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 前畑 京介 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (30190317)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 執行 信寛 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (40304836) ; 有馬 秀彦 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (20253495) ; 石橋 健二 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00159766)
• Keywords: 極低温検出器 / 高性能X線検出器 / マイクロカロリーメータ / 誘電体素子 / 温度制御

Research Abstract

極低温に冷却された試料にX線等の粒子線が入射した際に生じる温度上昇を計測することで、入射粒子線のエネルギーを精度良く評価する検出器をマイクロカロリーメータと呼ぶ。この検出器は検出感度を高めるために断熱に近い状態に保持されているので、上昇した温度がコールドステージ温度へ緩和するのに数ミリ秒程度の時間を要するため、高計数率の測定に不向きである。我々は、1.0%のSrTa206を含んだSrTiO3誘電体を用いたマイクロカロリーメータを実用化するために、動作温度の揺らぎを抑制し、出力パルスの減衰時間を短縮する出力パルス帰還温度制御方式を考案した。
本研究では冷却された1.0%のSrTa206を含んだSrTiO3誘電体を使って出力パルス帰還温度制御型マイクロカロリーメータを製作し、α線及びX線に対するマイクロカロリーメータの応答特性を測定することを目的とする。
今年度は、100mK近傍の極低温領域におけるx=1.0%のMnCO3添加(1-x)SrTiO3-xSrTa206誘電体試料の静電容量温度依存性を詳細に測定した。測定結果から、試料の静電容量温度依存性に経時変化があることが判明し、マイクロカロリーメータに最適な試料作製法の検討の必要性が示された。また、試作した誘電体マイクロカロリーメータ素子でアルファ線検出パルス信号の観測に成功した。パルス信号の波形解析を詳細に行い、マイクロカロリーメータとしての動作条件の検討を行った。