2016 年度 SOI 検出器開発報告 2017/2/9 R. Hashimoto

5/11 – 5/12 BL-8A SOPHIAS・ SmBaMn2O6 を 12.4 keV で測定

6/13 – 6/15 BL-14A 計数型 TEG および SOPHIAS・ CPIXTEG3b EX = 12 keV での測定・ SOPHIAS EX = 5.69 keV で 1 光子感度確認

6/19 BL-15A2 SOPHIAS・ ポリεカプロラクトン-ポリブタジエンブロック共重合体 (blend 物) を 5.7 keV で測定。

6/28 – 6/29 新学術 SOI 研究会 @ 北大7/14 – 7/15 IHEP Mini Workshop on SOIPIX9/5 – 9/9 PIXEL20169/13 – 9/16 日本物理学会 @ 金沢大学

11/14 – 11/16 BL-3A SOPHIAS シングル・ GaV4Se8 を 10 keV で測定

11/21 (– 11/22) 新学術 SOI 研究会 @ SPring-8

11/22 – 11/23 BL-8A SOPHIAS シングル・ CuIr2S4 を 11 keV で測定

11/27 BL-15A2 SOPHIAS・ ポリεカプロラクトン-ポリブタジエンブロック共重合体 (blend 物) を 5.7 keV, 7.226 keV, 10.222 keV で測定。

12/12 – 12/15 BL-14A 計数型 TEG・ CPIXTEG3b EX = 12 keV, 8 keV, 6 keV での測定

2017年 1/7-1/9 日本放射光学会 @ 神戸芸術センター

従来のデュアルセンサーモデル

画素領域

シングルセンサーモデル

画素領域

SOPHIAS シングルセンサーモデルが完成 @理研

従来型よりもはるかに軽量で、様々な実験環境に対応しやすくなった。重量は概ね 4 kg、回折計にのせて使用した実績あり。

セットアップ例

SOPHIAS 実験結果 (BL-8A)サンプルは SmBaMn2O6、昇温による構造変化で回折像は近接したピークを持つ。

セットアップ

ビームライン据え付けの IP 回折計上に架台を設置して SOPHIAS を配置カメラ長

～150 mm

EX-ray = 18 keV

円環積分して一次元化

カメラ長～150 mm

カメラ長約 150 mm に対して 0.1°間隔のピークを分離できた。

IP

SOPHIAS

カメラ長～190 mmカメラ長～150 mm

IP と比較

SOPHIAS では、カメラ長が不利な状況だが近接ピークを分離できている。

SOPHIAS 実験結果 (BL-15A2)サンプルはポリεカプロラクトン-ポリブタジエンのブロック共重合体。ピークが密集している。

サンプル検出器

今回のカメラ長 ～3600 mm

セットアップ

拡大EX-ray = 5.7 keV

一次元化してピーク構造を調べるSOPHIAS ●

一次元化してピーク構造を調べるSOPHIAS ●PILATUS ●

7.226 keV 10.222 keV

2016/11/27 の測定

一次元化ただし他の構造によるスポットが少ない領域のみ使用した。

7.226 keV 10.222 keV

10.222 keV SOPHIAS と PILATUSで比較SOPHIAS ●PILATUS ●

10.222keV SOPHIAS と PILATUSで比較SOPHIAS ●PILATUS ●

10.222 keV SOPHIAS と PILATUSで比較SOPHIAS ●PILATUS ●

計数型 SOI ピクセル開発

TEG (CPIXTEG3b) チップを BL-14A で性能評価・ ピクセルサイズ 50 μm角・ 64×64 アレイ・較正用 4-bit DAC 搭載ピクセル内ディスクリミネータ・ センサー厚 ~300 μm・ Double-SOI 仕様

ピクセルレイアウト

ピクセル内回路

50 μm

PF BL-14A での放射光試験

セットアップ

取得したデータフラットフィールドで全ピクセル一斉に照射 (16 keV)。

較正前 較正後

較正前 較正後

一次元ヒストグラムで計数分布の広がりを確認。

マイクロビームによる 2 次元スキャン

16 keV 6 keV

16 keV 6 keV

別途測定しておいたビーム強度で割って検出効率に変換

マイクロビームによるピクセルアレイ一次元スキャン

EX-ray = 16 keV, VHV = -120 V exposure time = 2 sec / 1pointThreshold = ~1/4 EX-ray

・ : Total counts of all pixels・・・・ : Counts of each pixels

1 2 3 4

ステップサイズ5 μm

以下の関数を 1 ピクセルごとにフィットし、ピクセルサイズ、電荷共有の具合を確認。

f(x) = p0 * Freq( ( x-p1 )/p3 ) * ( 1-Freq( ( x-( p1+p2 ) )/p3 ) )

p1

p2

p3 = 電荷共有の影響

※ビーム径 10 μmの効果も p3 に含まれる。

p0

年末年始で新しい計数チップが納品、テストの準備を進めている。

2/23-24 大面積計数型チップ CNPIX1 で回折強度測定。近接ピークを持つサンプルを使用。

2/27 SOPHIAS ゲイン較正用データの取得 @BL-15A2

時期未定 新チップ CPIXPTEG2 を用いた軟 X 線検出試験。

明日以降の計画