宇宙X線の Imaging Spectroscopy (Suzaku/XIS/X線CCD) 高感度、低バックグランド。 JAXA、京大、阪大、MITに加え立教大、愛媛大、工学院大が開発を担当 X線望遠鏡の焦点面検出器、X線CCDカメラ。 ©CSR/MIT CCDカメラ(XIS) CCD素子
X線CCDの原理 1mm 宇宙線(広がる) X線 CCD バックグランド除去 半導体検出器(SSD)を(百万個)並べた素子。信号はバケツリレー で送る :千回の転送で1個も電子を落とさない (電荷転送非効率) X線CCDの原理 光電吸収 1画素(24μm) 50-70μm 空乏層 1画素 3画素 2画素 電極 (不感層) Gate(珪素) 絶縁膜 (二酸化珪素) 空乏層 (珪素) 1mm X線CCDのX線イベント(実物) 電子雲 X線 宇宙線(広がる) CCD X線イベント バックグランド除去
超新星残骸E0102のFI観測の例 かなりのNXB (~98%) を落とせる。 全グレード 4.7x105cts
電荷転送非効率: 打ち上げ後、放射線損傷により、ゲインが下がる、エネルギー分解能が悪くなる (電荷が失われる)。 電荷転送非効率: 打ち上げ後、放射線損傷により、ゲインが下がる、エネルギー分解能が悪くなる (電荷が失われる)。 55Fe Mn Kα 55Fe Mn Kα中心Pulse Height
電荷注入による性能回復(犠牲電荷法): 電荷注入の様子 時間 人口的に電荷を注入して格子欠陥(トラップ)のホールを電子で埋める 転送方向 X線イベント 電荷注入の様子 転送方向 注入電荷 転送方向 時間 注入電荷
ペルセウス銀河団による実証 ゲインがあがり、分解能も向上している。 XIS0 Segment B He状FeのKα線 赤: 電荷注入適用 黒: 電荷注入なし He状FeのKα線 XIS0 Segment B 分解能 (FWHM) 157+/-4 eV 205+/-6 eV ゲインがあがり、分解能も向上している。