さらに将来のミッションへ向けて

オーミック検出器では起こらず、In/CdTe/Pt ^や Al/CdTe/Pt Schottky ^{ダイオード検出器で起} こることがわかっており［41^］、電極や検出器のジオメトリによってその時間スケールは異なると 考えられている。しかし、その定量的な評価や電極による違いの比較は十分になされていない。

そのため、実際に飛翔体に搭載するためには、時間安定性を詳細に調査する必要がある。

7.6 さらに将来のミッションへ向けて

NeXT^やFOXSI^のような2010年代初頭に計画されているミッション以後、さらに将来のミッ

ションに対してもCdTe撮像検出器は重要な役割を果たすと考えられる。例えば、Si/CdTe ^コン プトンカメラを用いたサーベイ観測などが挙げられる。図2.5^{によると、現在の} 1.4 mm^ピッチ CdTeパッド検出器を用いた場合、1 MeVに近いような高エネルギーのガンマ線に対しては検出 器の位置分解能が性能を制限する。CdTe^{パッド検出器を}400µmピッチまたはさらに位置分解 能の高いCdTeストリップ検出器で置き換えれば、角度分解能1^◦に迫るような高い分解能を持っ た検出器も構成可能となる。検出効率が落ちるこのような高エネルギーのガンマ線に対しては、

さらに検出効率を高めるための高密度実装の工夫が必要となるが、高分解能 CdTe^{両面ストリッ} プ検出器は将来のガンマ線観測にとって重要な意義を持つ検出器であると言える。

71

第 8 ^{章 まとめ}

硬X線・ガンマ線による宇宙高感度観測に向け、高分解能・大面積の撮像検出器として両面の 電極を分割したCdTe半導体検出器が必要となった。そのために、Schottky ^{ダイオード構造であ} りながら陰極、陽極の両面が分割可能な新しい電極構造 Al/CdTe/Pt ^とNi/CdTe/Pt ^検出器を 開発し、性能評価を行った。

陽極読み出しガードリング検出器の性能評価の結果、リーク電流は Ni^、Al^、In ^{電極の順に高} かったが、−20 ^◦C程度まで冷却することによりAl^やNi ^でも In^{の場合と同等の}¡1.5 keV (122 keV^、厚さ0.5 mm)という高い性能を得ることができた。Ni^、Al検出器では、陽極読み出しが可 能となったためCdTeにおける電子とホールのµτ^{積の違いにより、}Inよりも低いバイアス電圧 でも低エネルギーテール構造を削減して高い性能を達成できることがわかった。

Al^および Ni 電極パッド検出器を開発し、陽極を複数の読み出し chに分割した検出器の実証 をすることができた。0.5 mm ^厚の Al 電極ではエネルギー分解能1.9 keV (122 keV)^という高 性能を達成した。2 mm 厚のように厚い検出器では小ピクセル効果により分解能が単純な平行平 板近似による予測よりも向上することを示すことができた。また、In 電極の場合よりも低エネル ギーテールを削減することができ、陽極読み出しが陰極読み出しより優れていることを示した。

新しい電極構造で陽極分割の検出器の性能を実証できたので、Al/CdTe/Pt ^{両面ストリップ検} 出器を開発し、性能評価を行った。ほとんどのch^{で正常動作し、}400µm^{という高い位置分解能} を実証すると同時に2.6 keV (60 keV)のエネルギー分解能を達成した。シャドーイメージの作成 を、透過率が計算値と合致することを示すことで撮像分光性能を確認した。

73

謝辞

本研究を行うにあたっては、本当に多くの方のお世話になりました。指導教官の高橋先生には、

最先端かつ非常に魅力的な研究をする機会を与えていただきましたことを感謝いたします。進学 以来実験のご指導をいただいた研究室助教の渡辺さん、多くのアドバイスをいただいた准教授の 国分先生に感謝いたします。現在は東大に移られました研究室前助手の中澤さんにもご指導いた だきました。

ACRORAD の皆様には良質な結晶を提供していただきました。三菱重工業の大西さんには主

に多チャンネル読み出しシステムの CdTe素子への実装でお世話になり、高い技術を提供してい ただきました。

多チャンネル読み出しシステム、フローティング読み出しに関しては研究室の先輩でありDSSD フローティング読み出しの第一人者である武田さんに詳しく教えていただきました。CdTe ^単素 子の実験の多くの部分は研究室後輩の青野君に手伝っていただきました。作業が 0verflow ^気味 だったかもしれないと思いますが、Nice boat. ありがとうございました。また、同期の小高君と は助け合いつつ切磋琢磨しつつ研究活動を行ってこれたと思います。他にも研究室の皆様には研 究の指導から日々の生活まで大変お世話になりました。

私の研究活動には失敗や器物損壊も少なくありませんでしたが、本論文がもし無事完成してい るとすればそれはひとえに皆様のお力添えの賜物です。心より御礼申し上げます。ありがとうご ざいました。

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