文部科学省科学研究費補助金「新学術領域研究」3次元半導体検出器で切り拓く新たな量子イメージングの展開

C01班

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C01班:高輝度加速器実験のための素粒子イメージング

LHCアップグレード・ILCに代表される、現在計画中の高エネルギー加速器物理学実験では、目的とする物理事象の発生頻度が極めて低いため、加速器の高輝度化が必須となっている。そのような環境でも、素粒子の発生・崩壊を測定するためのバーテックス検出器に対しては高い粒子検出効率・位置分解能・時間分解能、さらに長期間運転に耐える耐放射線性が要求される。こうした目的に最も適した素粒子イメージングデバイスとしては、粒子軌跡センサーとサブミクロンCMOS電子回路をモノリシックセンサーとして形成するSOI技術が最適である。本研究の目的は、研究期間である5年の間に、十分な耐放射線性能、位置分解能、そして読み出し機能を持つSOIデバイスを開発し、次世代高エネルギー実験で用いるだけの性能を持つことを実証することである。

メンバー

研究代表者:KEK 坪山 透
研究総括 評価 (専門:素粒子物理学実験)

連携研究者:KEK 田窪洋介
読み出し方式の開発  (専門:素粒子物理学実験)

研究分担者:KEK 幅 淳二
デバイス総合評価(専門:素粒子物理学実験、検出器開発)

研究分担者:東北大学 石川 明正
デバイスコンセプトデザイン  (専門 エネルギーフロンティア・コライダー実験)

研究分担者:筑波大学 原 和彦
デバイス耐放射線性の研究(専門 エネルギーフロンティア・コライダー実験)

研究分担者:大阪大学 外川 学
ピクセルセンサーの開発(専門 エネルギーフロンティア・コライダー実験)

連携研究者:大阪大学 花垣和則
ピクセルセンサーのシステム構築(専門 エネルギーフロンティア・コライダー実験)

論文等

  • “Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC”, Physics Letters B 716 (2012) 1?29, G. Aad (K. Hanagki, K. Hara , Y.Takubo )
  • “Development of SOI pixel process technology”, NIM 636, (2011), S31-S36, Y. Arai, *T. Miyoshi, Y. Unno, T. Tsuboyama, S. Terada, Y. Ikegami, R. Ichimiya, T. Kohriki, K. Tauchi, Y. Ikemoto, Y. Fujita, T. Uchida, K. Hara, et al.
  • “Performance study of SOI monolithic pixel detectors for X-ray application”, NIM, 636 S237-S241(2011), *T. Miyoshi, Y. Arai, M. Hirose, R. Ichimiya, Y. Ikemoto, T. Kohriki, T. Tsuboyama, Y. Unno.
  • “Radiation effects in silicon-on-insulator transistors with back-gate control method fabricated with OKI Semiconductor 0.20 μm FD-SOI technology”, *M. Kochiyama, T. Sega, K. Hara, Y. Arai, T. Miyoshi, Y. Ikegami, S. Terada, Y. Unno, K. Fukuda, M. Okihara、Nucl. Instr. and Meth. A(2010), Vol. 636, S62-S67 (2011).
  • “Recent activities in HEP detector R&D”, *Junji Haba, 2010. 7pp. Published in PoS ICHEP2010:542, 2010.
  • “R&D status of 64-channel photon-counting imaging module”, *Y. Kawai, J. Haba, M. Suyama, Nucl. Instr. Meth. A623 282-284 (2010).
  • "Silicon vertex tracker for RHIC PHENIX experiment.", A. Taketani, *M. Togawa et al., Nucl. Instr. Meth. A623, pp.374-376, 2010.
  • “Radiation Resistance of SOI Pixel Devices Fabricated With OKI 0.15 um FD-SOI Technology”, *K. Hara T. Tsuboyama et al., IEEE Trans. on Nucl. Sci., Vol. 56, 2896-2904 (2009))
  • “Silicon vertex detector for Super KEK B factory”, NIM 598 (2009), 79-81, *T. Tsuboyama.
  • “Development of Radiation Hard N+-on-P Silicon Micro strip Sensors for Super LHC”. *K. Hara et al., IEEE TNS, Vol.56-2, April 2009, pp468-473.
  • “Development and Implementation of a Readout Module for Radiation-Sensing Field-Effect Transistors”, *Ruckman, L.; Varner, G.; Stanie, S.; Koga, A.; Tsuboyama, T.; , IEEE Trans. Nucl. Sci., 53 (2006) 2452-2455.
  • “Status and perspectives of Pixelated Photon Detector (PPD).” *J. Haba, Nucl. Instr. Meth. A595:154-160, 2008.