Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

CdTe / CZT / CdZnTe / ピクセル検出器 / 放射線検出器 / ガンマ線 / 検出器 / テルル化カドミウム / X線

われわれは、これまで、高い分解能を持つテルル化カドミウム(CdTe)ダイオード検出器の開発を行い、それを用いてガンマ線イメージング検出器の開発を行ってきた。本研究では、第一に、2.15cm角というこれまでにない大きさのCdTe検出器を製作し、その性能を評価した。検出器の均一性は極めてたかく、60keVのガンマ線に対して、2.7keV(FWHM)という分解能を得ている。宇宙への応用を意識して、振動試験、ビーム試験などを行ない、最終的に気球実験を行った。その結果、本検出器を衛星搭載検出器として十分に用いることができることがわかった。さらに、この大型の素子を数10段というよう段数を積み重ねたCdTe検出器を実際に作り、ガンマ線に対して高い感度を持つことを確認した。その他にも、200ミクロン角のピクセルをもち、1024のピクセル数を持つガンマ線検出器の実証、1mm角の大きさを持つCdTe素子を1024個並べた検出器の基礎研究を行った。また、検出器に対する理論的な研究では、CdTeダイオードを常温で動かすときに、問題であった、ポラリゼーション現象に着目し、理論的な考察を行うことで、この現象が、深いアクセプタのイオン化によって説明がつくことを見いだし、現象の温度依存性やバイアス電圧依存性を説明することに成功した。さらに、Swift衛星で用いられるテルル化亜鉛カドミウム(CdZnTe)半導体検出器のモビリティ・寿命特性を、スペクトルからフィッティングによって求める方法を開発した。この方法は、われわれが参加しているSwift衛星のプロジェクトによって、正式に採用され、効果を発揮している。

CdTe / CZT / CdZnTe / X線天文学 / 放射線検出器 / ブレーザー / ガンマ線 / 半導体検出器 / テルル化カドミウム / X線 / イメージャー / ガンマ線天文学

新しい硬X線・ガンマ線天文学を切り開くための次世代ガンマ線検出器の基礎となるガンマ線イメージング素子の開発、および、「あすか」衛星を中心とした多波長観測を通じて、ブレーザー天体のジェットの研究を行った。われわれが開発を続けてきた高いエネルギー分解能を持つテルル化カドミウム(CdTe)半導体をピクセル化するにあたって、もっとも障害となっていたのは、数100ミクロンという一微細幸電極、ひとつひとつに独立なアンプを接合する際のバンプ技術である。CdTeはシリコンと異なり熱や圧力を加えると、性能が劣化するなど、バンプ接合の技術が確立していなかった。われわれは、新しい金スタッドバンプ方式を用いて、CdTeの微小なピクセルをバンプ接合する技術を確立し、各ピクセルの大きさが625ミクロン角で全体で400ピクセルのCdTe素子を読みだし用の基板にバンプ接合し、信号を外側に引きだした後、シリコンストリップ用の1次元ASICを用いて各ピクセルからの信号をフォトン毎に測定する方式を行い、成功した。

【研究分担者】
黒田能克	三菱重工株式会社	名古屋誘導推進システム製作所	課長
大野良一	株式会社アクロラド	沖縄工場	取締役
尾崎正伸	宇宙科学研究所	宇宙圏研究系	助手	(Kakenデータベース)