【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT5041
利用課題名 / Title
超伝導検出器を備えたX線吸収分光装置の高度化のための200素子STJ検出器アレイの評価
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
超伝導トンネル接合,放射光/Synchrotron radiation,原子層薄膜/ Atomic layer thin film
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
志岐 成友
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-502：超伝導蛍光収量Ｘ線吸収微細構造分析装置 (SC-XAFS)
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
超伝導トンネル接合（Superconducting Tunnel Junction: STJ）検出器を備えたX線吸収分光装置は、軟X線領域において部分蛍光収量法により軽元素のナノ構造の分析を可能とする、ユニークな装置である。低濃度ドーパントを高いスループットで測定可能とすることを目的として、従来の100素子であったSTJ検出器アレイの画素数を、200素子に拡大した。本課題では拡張したシステムの評価を行った。
実験 / Experimental
200素子STJ検出器をSC-XAFS装置に搭載し、高エネルギー加速器研究機構放射光施設のBL-11Aに接続した。検出器を0.3K に冷却して、電流電圧特性、X線検出特性を測定した。電流電圧特性は 0.3 mV における電流値 (Isg : サブギャップ電流)により行った。X線検出特性は h-BNのペレットにX線を照射し、蛍光X線スペクトル中のN-K線の半値幅(FWHM)を測定することにより行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Isg は200素子中187素子で 5 nA以下で、アレイ全体にわたり良好かつ一様であった。X線検出器としての動作を確認し、デジタイザに接続した192素子中、186 素子が動作した。エネルギー分解能は 10.0 eV FWHM, 分解能の標準偏差は 1.1 eV であった。例としてある画素のN-K線に対するスペクトルを図1に示す。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１. STJ一素子を用いて測定したh-BNの蛍光X線スペクトル。図中のB. C, N, O はそれぞれホウ素、炭素、窒素、酸素のK線である。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件