2024/10/07 更新

写真b

ハヤシ タスク
林 佑
HAYASHI Tasuku
*大学が定期的に情報更新している項目(その他は、researchmapの登録情報を転載)
所属*
理学部 物理学科
職名*
助教
学内職務経歴*
  • 2023年4月 - 現在 
    理学部   物理学科   助教
 

研究分野

  • 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする実験  / TES型X線マイクロカロリメータ

論文

  • Two-Dimensional Position-Sensitive Transition-Edge Sensor Microcalorimeters for Gamma Rays

    Tetsuya Tsuruta, Naoko Iyomoto, Yunosuke Nakamura, Shotaro Kawaguchi, Keisuke Nakano, Shohei Mori, Shunsuke Matsuda, Yusuke Matsumi, Noriko Yamasaki, Tasuku Hayashi

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity33 ( 5 ) 1 - 4   2023年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/tasc.2023.3263135

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  • Fabrication of a 64-Pixel TES Microcalorimeter Array With Iron Absorbers Uniquely Designed for 14.4-keV Solar Axion Search 査読有り

    Y.Yagi, T.Hayashi, K.Tanaka, R.Miyagawa, R.Ota, N.Y.Yamasaki, K.Mitsuda, N.Yoshida, M.Saito, T.Homma

    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY33 ( 5 ) 2100805 - 2100805   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.48550/arXiv.2304.09539

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  • Performance of TES X-Ray Microcalorimeters Designed for 14.4-keV Solar Axion Search

    Y. Yagi, R. Konno, T. Hayashi, K. Tanaka, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda, R. Sato, M. Saito, T. Homma, Y. Nishida, S. Mori, N. Iyomoto, T. Hara

    Journal of Low Temperature Physics211 ( 5-6 ) 255 - 264   2023年2月4日

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    A $$^{57}$$Fe nucleus in the solar core could emit a 14.4-keV monochromatic axion through the M1 transition if a hypothetical elementary particle, axion, exists to solve the strong CP problem. Transition edge sensor (TES) X-ray microcalorimeters can detect such axions very efficiently if they are again converted into photons by a $$^{57}$$Fe absorber. We have designed and produced a dedicated TES array with $$^{57}$$Fe absorbers for the solar axion search. The iron absorber is set next to the TES, keeping a certain distance to reduce the iron-magnetization effect on the spectroscopic performance. A gold thermal transfer strap connects them. A sample pixel irradiated from a $$^{55}$$Fe source detected 698 pulses. In contrast to thermal simulations, we consider that the pulses include either events produced in an iron absorber or gold strap at a fraction dependent on the absorption rate of each material. Furthermore, photons deposited on the iron absorber are detected through the strap as intended. The identification of all events still needs to be completed. However, we successfully operated the TES with the unique design under iron magnetization for the first time.

    DOI: 10.1007/s10909-023-02942-w

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10909-023-02942-w/fulltext.html

  • Performance of TES X-Ray Microcalorimeters Designed for 14.4-keV Solar Axion Search 査読有り

    Y.Yagi, R.Konno, T.Hayashi, K.Tanaka, N.Y.Yamasaki, K.Mitsuda, R.Sato, M.Saito, T.Homma, Y.Nishida, S.Mori, N.Iyomoto, T.Hara

    Journal of Low Temperature Physics211 ( 3 ) 255 - 264   2023年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10909-023-02941-w

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  • Fabrication of a 64-Pixel TES Microcalorimeter Array With Iron Absorbers Uniquely Designed for 14.4-KeV Solar Axion Search

    Yuta Yagi, Tasuku Hayashi, Keita Tanaka, Rikuta Miyagawa, Ryo Ota, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Nao Yoshida, Mikiko Saito, Takayuki Homma

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   1 - 5   2023年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/tasc.2023.3254488

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  • Simulation of TES X-ray Microcalorimeters Designed for 14.4 keV Solar Axion Search

    Shohei Mori, Y. Nishida, N. Iyomoto, Y. Yagi, R. Konno, T. Hayashi, K. Tanaka, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda, R. Sato, M. Saito, T. Homma

    Journal of Low Temperature Physics209 ( 3-4 ) 518 - 524   2022年11月7日

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-022-02902-w

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10909-022-02902-w/fulltext.html

  • Position-sensitive transition edge sensor with sub-micrometer accuracy developed for future x-ray interferometry mission

    Hirofumi Noda, Tasuku Hayashi, Shinya Yamada, Dai Takei

    Space Telescopes and Instrumentation 2022: Ultraviolet to Gamma Ray   2022年8月31日

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPIE  

    DOI: 10.1117/12.2629086

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  • A pristine record of outer Solar System materials from asteroid Ryugu's returned sample 査読有り

    Motoo Ito, Naotaka Tomioka, Masayuki Uesugi, Akira Yamaguchi, Naoki Shirai, Takuji Ohigashi, Ming-Chang Liu, Richard C. Greenwood, Makoto Kimura, Naoya Imae, Kentaro Uesugi, Aiko Nakato, Kasumi Yogata, Hayato Yuzawa, Yu Kodama, Akira Tsuchiyama, Masahiro Yasutake, Ross Findlay, Ian A. Franchi, James A. Malley, Kaitlyn A. McCain, Nozomi Matsuda, Kevin D. McKeegan, Kaori Hirahara, Akihisa Takeuchi, Shun Sekimoto, Ikuya Sakurai, Ikuo Okada, Yuzuru Karouji, Masahiko Arakawa, Atsushi Fujii, Masaki Fujimoto, Masahiko Hayakawa, Naoyuki Hirata, Naru Hirata, Rie Honda, Chikatoshi Honda, Satoshi Hosoda, Yu-ichi Iijima, Hitoshi Ikeda, Masateru Ishiguro, Yoshiaki Ishihara, Takahiro Iwata, Kosuke Kawahara, Shota Kikuchi, Kohei Kitazato, Koji Matsumoto, Moe Matsuoka, Tatsuhiro Michikami, Yuya Mimasu, Akira Miura, Osamu Mori, Tomokatsu Morota, Satoru Nakazawa, Noriyuki Namiki, Hirotomo Noda, Rina Noguchi, Naoko Ogawa, Kazunori Ogawa, Tatsuaki Okada, Chisato Okamoto, Go Ono, Masanobu Ozaki, Takanao Saiki, Naoya Sakatani, Hirotaka Sawada, Hiroki Senshu, Yuri Shimaki, Kei Shirai, Seiji Sugita, Yuto Takei, Hiroshi Takeuchi, Satoshi Tanaka, Eri Tatsumi, Fuyuto Terui, Ryudo Tsukizaki, Koji Wada, Manabu Yamada, Tetsuya Yamada, Yukio Yamamoto, Hajime Yano, Yasuhiro Yokota, Keisuke Yoshihara, Makoto Yoshikawa, Kent Yoshikawa, Ryota Fukai, Shizuho Furuya, Kentaro Hatakeda, Tasuku Hayashi, Yuya Hitomi, Kazuya Kumagai, Akiko Miyazaki, Masahiro Nishimura, Hiromichi Soejima, Ayako Iwamae, Daiki Yamamoto, Miwa Yoshitake, Toru Yada, Masanao Abe, Tomohiro Usui, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda

    NATURE ASTRONOMY6 ( 10 ) 1163 - +   2022年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PORTFOLIO  

    Volatile and organic-rich C-type asteroids may have been one of the main sources of Earth's water. Our best insight into their chemistry is currently provided by carbonaceous chondritic meteorites, but the meteorite record is biased: only the strongest types survive atmospheric entry and are then modified by interaction with the terrestrial environment. Here we present the results of a detailed bulk and microanalytical study of pristine Ryugu particles, brought to Earth by the Hayabusa2 spacecraft. Ryugu particles display a close compositional match with the chemically unfractionated, but aqueously altered, CI (Ivuna-type) chondrites, which are widely used as a proxy for the bulk Solar System composition. The sample shows an intricate spatial relationship between aliphatic-rich organics and phyllosilicates and indicates maximum temperatures of -30 degrees C during aqueous alteration. We find that heavy hydrogen and nitrogen abundances are consistent with an outer Solar System origin. Ryugu particles are the most uncontaminated and unfractionated extraterrestrial materials studied so far, and provide the best available match to the bulk Solar System composition.

    DOI: 10.1038/s41550-022-01745-5

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  • Thermal Conductance of Thick-Membrane TES Microcalorimeters for Several-MeV Gamma Rays 査読有り

    Tetsuya Tsuruta, Yukino Hamamura, Naoko Iyomoto, Yunosuke Nakamura, Shotaro Kawaguchi, Tasuku Hayashi, Yuta Yagi, Noriko Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda

    JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS   2022年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER/PLENUM PUBLISHERS  

    We developed transition-edge sensor (TES) microcalorimeters to measure gamma rays with up to a few megaelectron volts. Our TES devices have a thick silicon membrane that supports a large absorber. We fabricated devices with different sizes of the TES and membranes to study the thermal conductance of the membrane. We found that the thermal conductance G of the membrane is less dependent on the distance between the TES and heat bath because heat is mainly transported by ballistic phonons in the thick membrane. In addition, gamma-ray irradiation experiments were conducted using a TES device with a large bismuth absorber (1 mm x 1 mm x 1 mm) and a thick membrane (6 mu m); the energy response of the device was found to be largely linear.

    DOI: 10.1007/s10909-022-02776-y

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  • 火の鳥「はやぶさ」未来編 その26 ~リュウグウ帰還試料のキュレーション~

    矢田 達, 安部 正真, 岡田 達明, 中藤 亜衣子, 与賀田 佳澄, 宮﨑 明子, 西村 征洋, 坂本 佳奈子, 畠田 健太朗, 熊谷 和也, 古屋 静萌, 岩前 絢子, 吉武 美和, 人見 勇矢, 副島 広道, 長島 加奈, 金丸 礼, 山本 大貴, 林 佑, 深井 稜汰, 菅原 春菜, 鈴木 志野, 橘 省吾, 臼井 寛裕, 圦本 尚義, 藤本 正樹, 澤田 弘崇, 岡崎 隆司, 高野 淑識, 三浦 弥生, 矢野 創, Ireland Trevor, 杉田 精司, 長 勇一郎, 湯本 航生, 矢部 佑奈, 森 晶輝, Bibring Jean-Pierre, Pilorget Cedric, Brunetto Rosario, Riu Lucie, Loizeau Damian, Lourit Lionel, Hamm Vincent, 中澤 暁, 田中 智, 佐伯 孝尚, 吉川 真, 渡邊 誠一郎, 津田 雄一

    日本惑星科学会誌遊星人31 ( 2 ) 153 - 164   2022年6月25日

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本惑星科学会  

    2020年12月6日に小惑星探査機「はやぶさ2」はC型小惑星リュウグウ表層物質を収めた再突入カ プセルを地球に帰還させた.回収された再突入カプセルに収められた試料コンテナは,オーストラリア現地でのガス採取を実施した後,JAXA相模原キャンパスの惑星物質試料受入設備に搬入され,チェンバー導入前の部品取り外し・洗浄等のプロセスを経てクリーンチェンバー内で真空中での開封・高純度窒素環境下での帰還試料の取り出し・初期記載が行われた.これらのリュウグウ帰還試料の初期記載の結果,これまでに回収されたどの隕石よりも反射率が低く,全体密度が小さい事が判明した.また,赤外反射スペクトルの吸収特性から水酸基を含む含水鉱物と炭酸塩鉱物,及びCH結合に富む有機物が試料中に含まれることが明らかになった.これらの情報を既知の隕石と比較すると,CIコンドライト隕石に最も似ていると言える.また探査機搭載機器によって得られた可視・近赤外スペクトルと比較した結果,帰還試料はリュウグウ表層全体を代表している事が分かった.取り出された試料の一部は既に初期分析チーム,2次キュレーションチーム,NASAへ配分され,更に国際公募研究による配布が予定されている.本稿では一連の試料取り扱いプロセス・初期記載内容について述べる.

    DOI: 10.14909/yuseijin.31.2_153

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  • On the origin and evolution of the asteroid Ryugu: A comprehensive geochemical perspective 査読有り

    Eizo Nakamura, Katsura Kobayashi, Ryoji Tanaka, Tak Kunihiro, Hiroshi Kitagawa, Christian Potiszil, Tsutomu Ota, Chie Sakaguchi, Masahiro Yamanaka, Dilan M. Ratnayake, Havishk Tripathi, Rahul Kumar, Maya-Liliana Avramescu, Hidehisa Tsuchida, Yusuke Yachi, Hitoshi Miura, Masanao Abe, Ryota Fukai, Shizuho Furuya, Kentaro Hatakeda, Tasuku Hayashi, Yuya Hitomi, Kazuya Kumagai, Akiko Miyazaki, Aiko Nakato, Masahiro Nishimura, Tatsuaki Okada, Hiromichi Soejima, Seiji Sugita, Ayako Suzuki, Tomohiro Usui, Toru Yada, Daiki Yamamoto, Kasumi Yogata, Miwa Yoshitake, Masahiko Arakawa, Atsushi Fujii, Masahiko Hayakawa, Naoyuki Hirata, Naru Hirata, Rie Honda, Chikatoshi Honda, Satoshi Hosoda, Yu-ichi Iijima, Hitoshi Ikeda, Masateru Ishiguro, Yoshiaki Ishihara, Takahiro Iwata, Kosuke Kawahara, Shota Kikuchi, Kohei Kitazato, Koji Matsumoto, Moe Matsuoka, Tatsuhiro Michikami, Yuya Mimasu, Akira Miura, Tomokatsu Morota, Satoru Nakazawa, Noriyuki Namiki, Hirotomo Noda, Rina Noguchi, Naoko Ogawa, Kazunori Ogawa, Chisato Okamoto, Go Ono, Masanobu Ozaki, Takanao Saiki, Naoya Sakatani, Hirotaka Sawada, Hiroki Senshu, Yuri Shimaki, Kei Shirai, Yuto Takei, Hiroshi Takeuchi, Satoshi Tanaka, Eri Tatsumi, Fuyuto Terui, Ryudo Tsukizaki, Koji Wada, Manabu Yamada, Tetsuya Yamada, Yukio Yamamoto, Hajime Yano, Yasuhiro Yokota, Keisuke Yoshihara, Makoto Yoshikawa, Kent Yoshikawa, Masaki Fujimoto, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda

    PROCEEDINGS OF THE JAPAN ACADEMY SERIES B-PHYSICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES98 ( 6 ) 227 - 282   2022年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPAN ACAD  

    Presented here are the observations and interpretations from a comprehensive analysis of 16 representative particles returned from the C-type asteroid Ryugu by the Hayabusa2 mission. On average Ryugu particles consist of 50% phyllosilicate matrix, 41% porosity and 9% minor phases, including organic matter. The abundances of 70 elements from the particles are in close agreement with those of CI chondrites. Bulk Ryugu particles show higher delta O-18, Delta O-17, and epsilon Cr-54 values than CI chondrites. As such, Ryugu sampled the most primitive and least-thermally processed protosolar nebula reservoirs. Such a finding is consistent with multi-scale H-C-N isotopic compositions that are compatible with an origin for Ryugu organic matter within both the protosolar nebula and the interstellar medium. The analytical data obtained here, suggests that complex soluble organic matter formed during aqueous alteration on the Ryugu progenitor planetesimal (several 10's of km), <2.6 Myr after CAI formation. Subsequently, the Ryugu progenitor planetesimal was fragmented and evolved into the current asteroid Ryugu through sublimation.

    DOI: 10.2183/pjab.98.015

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  • Measurements of Strong-Interaction Effects in Kaonic-Helium Isotopes at Sub-eV Precision with X-Ray Microcalorimeters 査読有り

    T. Hashimoto, S. Aikawa, T. Akaishi, H. Asano, M. Bazzi, D. A. Bennett, M. Berger, D. Bosnar, A. D. Butt, C. Curceanu, W. B. Doriese, M. S. Durkin, Y. Ezoe, J. W. Fowler, H. Fujioka, J. D. Gard, C. Guaraldo, F. P. Gustafsson, C. Han, R. Hayakawa, R. S. Hayano, T. Hayashi, J. P. Hays-Wehle, G. C. Hilton, T. Hiraiwa, M. Hiromoto, Y. Ichinohe, M. Iio, Y. Iizawa, M. Iliescu, S. Ishimoto, Y. Ishisaki, K. Itahashi, M. Iwasaki, Y. Ma, T. Murakami, R. Nagatomi, T. Nishi, H. Noda, H. Noumi, K. Nunomura, G. C. O’Neil, T. Ohashi, H. Ohnishi, S. Okada, H. Outa, K. Piscicchia, C. D. Reintsema, Y. Sada, F. Sakuma, M. Sato, D. R. Schmidt, A. Scordo, M. Sekimoto, H. Shi, K. Shirotori, D. Sirghi, F. Sirghi, K. Suzuki, D. S. Swetz, A. Takamine, K. Tanida, H. Tatsuno, C. Trippl, J. Uhlig, J. N. Ullom, S. Yamada, T. Yamaga, T. Yamazaki, J. Zmeskal

    Physical Review Letters128 ( 11 )   2022年3月18日

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

    We have measured the 3d→2p transition x rays of kaonic He3 and He4 atoms using superconducting transition-edge-sensor microcalorimeters with an energy resolution better than 6 eV (FWHM). We determined the energies to be 6224.5±0.4(stat)±0.2(syst) eV and 6463.7±0.3(stat)±0.1(syst) eV, and widths to be 2.5±1.0(stat)±0.4(syst) eV and 1.0±0.6(stat)±0.3(stat) eV, for kaonic He3 and He4, respectively. These values are nearly 10 times more precise than in previous measurements. Our results exclude the large strong-interaction shifts and widths that are suggested by a coupled-channel approach and agree with calculations based on optical-potential models.

    DOI: 10.1103/physrevlett.128.112503

    Scopus

    PubMed

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    その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevLett.128.112503/fulltext

  • Preliminary analysis of the Hayabusa2 samples returned from C-type asteroid Ryugu 査読有り

    Toru Yada, Masanao Abe, Tatsuaki Okada, Aiko Nakato, Kasumi Yogata, Akiko Miyazaki, Kentaro Hatakeda, Kazuya Kumagai, Masahiro Nishimura, Yuya Hitomi, Hiromichi Soejima, Miwa Yoshitake, Ayako Iwamae, Shizuho Furuya, Masayuki Uesugi, Yuzuru Karouji, Tomohiro Usui, Tasuku Hayashi, Daiki Yamamoto, Ryota Fukai, Seiji Sugita, Yuichiro Cho, Koki Yumoto, Yuna Yabe, Jean-Pierre Bibring, Cedric Pilorget, Vincent Hamm, Rosario Brunetto, Lucie Riu, Lionel Lourit, Damien Loizeau, Guillaume Lequertier, Aurelie Moussi-Soffys, Shogo Tachibana, Hirotaka Sawada, Ryuji Okazaki, Yoshinori Takano, Kanako Sakamoto, Yayoi N. Miura, Hajime Yano, Trevor R. Ireland, Tetsuya Yamada, Masaki Fujimoto, Kohei Kitazato, Noriyuki Namiki, Masahiko Arakawa, Naru Hirata, Hisayoshi Yurimoto, Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Hikaru Yabuta, Hiroshi Naraoka, Motoo Ito, Eizo Nakamura, Kentaro Uesugi, Katsura Kobayashi, Tatsuhiro Michikami, Hiroshi Kikuchi, Naoyuki Hirata, Yoshiaki Ishihara, Koji Matsumoto, Hirotomo Noda, Rina Noguchi, Yuri Shimaki, Kei Shirai, Kazunori Ogawa, Koji Wada, Hiroki Senshu, Yukio Yamamoto, Tomokatsu Morota, Rie Honda, Chikatoshi Honda, Yasuhiro Yokota, Moe Matsuoka, Naoya Sakatani, Eri Tatsumi, Akira Miura, Manabu Yamada, Atsushi Fujii, Chikako Hirose, Satoshi Hosoda, Hitoshi Ikeda, Takahiro Iwata, Shota Kikuchi, Yuya Mimasu, Osamu Mori, Naoko Ogawa, Go Ono, Takanobu Shimada, Stefania Soldini, Tadateru Takahashi, Yuto Takei, Hiroshi Takeuchi, Ryudo Tsukizaki, Kent Yoshikawa, Fuyuto Terui, Satoru Nakazawa, Satoshi Tanaka, Takanao Saiki, Makoto Yoshikawa, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda

    Nature Astronomy6 ( 2 ) 214 - +   2021年12月20日

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <title>Abstract</title>C-type asteroids<sup>1</sup> are considered to be primitive small Solar System bodies enriched in water and organics, providing clues to the origin and evolution of the Solar System and the building blocks of life. C-type asteroid 162173 Ryugu has been characterized by remote sensing<sup>2–7</sup> and on-asteroid measurements<sup>8,9</sup> with Hayabusa2 (ref. <sup>10</sup>). However, the ground truth provided by laboratory analysis of returned samples is invaluable to determine the fine properties of asteroids and other planetary bodies. We report preliminary results of analyses on returned samples from Ryugu of the particle size distribution, density and porosity, spectral properties and textural properties, and the results of a search for Ca–Al-rich inclusions (CAIs) and chondrules. The bulk sample mainly consists of rugged and smooth particles of millimetre to submillimetre size, confirming that the physical and chemical properties were not altered during the return from the asteroid. The power index of its size distribution is shallower than that of the surface boulder observed on Ryugu<sup>11</sup>, indicating differences in the returned Ryugu samples. The average of the estimated bulk densities of Ryugu sample particles is 1,282 ± 231 kg m<sup>−3</sup>, which is lower than that of meteorites<sup>12</sup>, suggesting a high microporosity down to the millimetre scale, extending centimetre-scale estimates from thermal measurements<sup>5,9</sup>. The extremely dark optical to near-infrared reflectance and spectral profile with weak absorptions at 2.7 and 3.4 μm imply a carbonaceous composition with indigenous aqueous alteration, matching the global average of Ryugu<sup>3,4</sup> and confirming that the sample is representative of the asteroid. Together with the absence of submillimetre CAIs and chondrules, these features indicate that Ryugu is most similar to CI chondrites but has lower albedo, higher porosity and more fragile characteristics.

    DOI: 10.1038/s41550-021-01550-6

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01550-6

  • Fabrication of three-layer silicon antireflection structures in 200-450  GHz using deep reactive ion etching. 査読有り 国際誌

    Takashi Hasebe, Tasuku Hayashi, Yoshinori Shohmitsu, Tom Nitta, Hiroshi Matsuo, Yutato Sekimoto

    Applied optics60 ( 33 ) 10462 - 10467   2021年11月20日

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We developed broadband antireflection structures for millimeter-wave and submillimeter-wave applications, particularly cryogenic applications. The structures were fabricated on silicon using deep reactive ion etching. Three-layer subwavelength structures were fabricated on both sides of a silicon plate with an area of 20mm2. The transmittances of the structures were measured at 28 K. The average transmittance was 97.6% in the frequency range of 200-450 GHz.

    DOI: 10.1364/AO.441969

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  • Transition Edge Sensor Microcalorimeter With Bismuth Absorber for Gamma-Ray Measurement 査読有り

    Tetsuya Tsuruta, Naoko Iyomoto, Shinya Asagawa, Yukino Hamamura, Yoshiki Nishida, Keisuke Maehata, Kazuhisa Mitsuda, Tasuku Hayashi

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   2021年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TASC.2021.3074065

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  • Development of Gamma-Ray Position-Sensitive Transition-Edge-Sensor Microcalorimeters 査読有り

    Naoko Iyomoto, Shinya Asagawa, Tetsuya Tsuruta, Yoshiki Nishida, Yukino Hamamura, Yuta Kurume, Keisuke Maehata, Tasuku Hayashi, Kazuhisa Mitsuda

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity31 ( 5 ) 1 - 4   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers ({IEEE})  

    Position-sensitive transition-edge sensor (TES) microcalorimeters (PoSTs) were developed to detectgammarays up to a few MeV. Each gamma-ray PoST comprised a 0.5 mm x 0.5 mm x19mmlead absorber with a TES on each end andworked as a 1D imaging spectrometer. Only one TES worked at low temperature and its results are reported herein. We irradiated the PoST device with gamma rays from a Cs-137 source, and the resultant pulses showed strong correlations between the pulse height and the rise time. To determine effective pixels, we separately divided the photo-peak and lead-K escape peak pulses into 19 groups after sorting them by their rise times. From the pulse shape distributions, we concluded that the TES was sensitive to the gamma-ray interaction position as long as it was not located too far away fromthe TES, and that it was probably possible to determine the interaction positions of the entire absorber, if both TESs were working. The PoST device was then modeled and the average pulses of the 19 effective pixels were compared to those of numerical simulations, where the rise time distributions of the actual pulses and simulated pulses were in good agreement.

    DOI: 10.1109/TASC.2021.3063649

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  • Ryugu: A brand-new planetary sample returned from a C-type asteroid

    Toru Yada, Masanao Abe, Tatsuaki Okada, Aiko Nakato, Kasumi Yogata, Akiko Miyazaki, Kentaro Hatakeda, Kazuya Kumagai, Masahiro Nishimura, Yuya Hitomi, Hiromichi Soejima, Miwa Yoshitake, Ayako Iwamae, Shizuho Furuya, Masayuki Uesugi, Yuzuru Karouji, Tomohiro Usui, Tasuku Hayashi, Daiki Yamamoto, Ryota Fukai, Seiji Sugita, Yuichiro Cho, Koki Yumoto, Yuna Yabe, Jean-Pierre Bibring, Cedric Pilorget, Vincent Hamm, Rosario Brunetto, Lucie Riu, Lionel Lourit, Damien Loizeau, Guillaume Lequertier, Aurelie Moussi-Soffys, Shogo Tachibana, Hirotaka Sawada, Ryuji Okazaki, Yoshinori Takano, Kanako Sakamoto, Yayoi Miura, Hajime Yano, Trevor Ireland, Tetsuya Yamada, Masaki Fujimoto, Kohei Kitazato, Noriyuki Namiki, Masahiko Arakawa, Naru Hirata, Hisayoshi Yurimoto, Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Hikaru Yabuta, Hiroshi Naraoka, Motoo Ito, Eizo Nakamura, Kentaro Uesugi, Katsura Kobayashi, Tatsuhiro Michikami, Hiroshi Kikuchi, Naoyuki Hirata, Yoshiaki Ishihara, Koji Matsumoto, Hirotomo Noda, Rina Noguchi, Yuri Shimaki, Kazunori Ogawa, Kei Shirai, Koji Wada, Hiroki Senshu, Yukio Yamamoto, Tomokatsu Morota, Rie Honda, Chikatoshi Honda, Yasuhiro Yokota, Moe Matsuoka, Naoya Sakatani, Eri Tatsumi, Akira Miura, Manabu Yamada, Atsushi Fujii, Chikako Hirose, Satoshi Hosoda, Hitoshi Ikeda, Takahiro Iwata, Shota Kikuchi, Yuya Mimasu, Osamu Mori, Naoko Ogawa, Go Ono, Takanobu Shimada, Stefania Soldini, Tadateru Takahashi, Yuto Takei, Hiroshi Takeuchi, Ryudo Tsukizaki, Kent Yoshikawa, Fuyuto Terui, Satoru Nakazawa, Satoshi Tanaka, Takanao Saiki, Makoto Yoshikawa, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda

        2021年6月21日

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    出版者・発行元:Research Square Platform LLC  

    <title>Abstract</title>
    C-type asteroids are considered to be primitive small Solar-System bodies enriched in water and organics, providing clues for understanding the origin and evolution of the Solar System and the building blocks of life. C-type asteroid 162173 Ryugu has been characterized by remote sensing and on-asteroid measurements with Hayabusa2, but further studies are expected by direct analyses of returned samples. Here we describe the bulk sample mainly consisting of rugged and smooth particles of millimeter to submillimeter size, preserving physical and chemical properties as they were on the asteroid. The particle size distribution is found steeper than that of surface boulders11. Estimated grain densities of the samples have a peak around 1350 kg m-3, which is lower than that of meteorites suggests a high micro-porosity down to millimeter-scale, as estimated at centimeter-scale by thermal measurements. The extremely dark optical to near-infrared reflectance and the spectral profile with weak absorptions at 2.7 and 3.4 microns implying carbonaceous composition with indigenous aqueous alteration, respectively, match the global average of Ryugu, confirming the sample’s representativeness. Together with the absence of chondrule and Ca-Al-rich inclusion of larger than sub-mm, these features indicate Ryugu is most similar to CI chondrites but with darker, more porous and fragile characteristics.

    DOI: 10.21203/rs.3.rs-608561/v1

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    その他リンク: https://www.researchsquare.com/article/rs-608561/v1.html

  • Broadband high-energy resolution hard x-ray spectroscopy using transition edge sensors at SPring-8. 査読有り 国際誌

    Shinya Yamada, Yuto Ichinohe, Hideyuki Tatsuno, Ryota Hayakawa, Hirotaka Suda, Takaya Ohashi, Yoshitaka Ishisaki, Tomoya Uruga, Oki Sekizawa, Kiyofumi Nitta, Yoshio Takahashi, Takaaki Itai, Hiroki Suga, Makoto Nagasawa, Masato Tanaka, Minako Kurisu, Tadashi Hashimoto, Douglas Bennett, Ed Denison, William Bertrand Doriese, Malcolm Durkin, Joseph Fowler, Galen O'Neil, Kelsey Morgan, Dan Schmidt, Daniel Swetz, Joel Ullom, Leila Vale, Shinji Okada, Takuma Okumura, Toshiyuki Azuma, Toru Tamagawa, Tadaaki Isobe, Satoshi Kohjiro, Hirofumi Noda, Keigo Tanaka, Akimichi Taguchi, Yuki Imai, Kosuke Sato, Tasuku Hayashi, Teruhiko Kashiwabara, Kohei Sakata

    The Review of scientific instruments92 ( 1 ) 013103 - 013103   2021年1月1日

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    We have succeeded in operating a transition-edge sensor (TES) spectrometer and evaluating its performance at the SPring-8 synchrotron x-ray light source. The TES spectrometer consists of a 240 pixel National Institute of Standards and Technology (NIST) TES system, and 220 pixels are operated simultaneously with an energy resolution of 4 eV at 6 keV at a rate of ∼1 c/s pixel-1. The tolerance for high count rates is evaluated in terms of energy resolution and live time fraction, leading to an empirical compromise of ∼2 × 103 c/s (all pixels) with an energy resolution of 5 eV at 6 keV. By utilizing the TES's wideband spectroscopic capability, simultaneous multi-element analysis is demonstrated for a standard sample. We conducted x-ray absorption near-edge structure (XANES) analysis in fluorescence mode using the TES spectrometer. The excellent energy resolution of the TES enabled us to detect weak fluorescence lines from dilute samples and trace elements that have previously been difficult to resolve due to the nearly overlapping emission lines of other dominant elements. The neighboring lines of As Kα and Pb Lα2 of the standard sample were clearly resolved, and the XANES of Pb Lα2 was obtained. Moreover, the x-ray spectrum from the small amount of Fe in aerosols was distinguished from the spectrum of a blank target, which helps us to understand the targets and the environment. These results are the first important step for the application of high resolution TES-based spectroscopy at hard x-ray synchrotron facilities.

    DOI: 10.1063/5.0020642

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  • Optimized TES Microcalorimeters with 14 eV Energy Resolution at 30 keV for γ-Ray Measurements of the 229Th Isomer 査読有り

    H. Muramatsu, T. Hayashi, N. Yuasa, R. Konno, A. Yamaguchi, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, K. Maehata, H. Kikunaga, M. Takimoto, K. Nakamura

    Journal of Low Temperature Physics200 ( 5-6 ) 452 - 460   2020年9月27日

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media {LLC}  

    DOI: 10.1007/s10909-020-02458-7

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  • Development of Gamma-Ray Position-Sensitive Transition-Edge Sensor Microcalorimeters 査読有り

    N. Iyomoto, Y. Kurume, T. Kuroiwa, S. Asagawa, T. Tsuruta, Y. Nishida, Y. Hamamura, K. Maehata, T. Hayashi, H. Muramatsu, K. Mitsuda

    Journal of Low Temperature Physics200 ( 5-6 ) 233 - 238   2020年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-020-02518-y

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-020-02518-y/fulltext.html

  • Waveform Analysis of a 240-Pixel TES Array for X-Rays and Charged Particles Using a Function of Triggering Neighboring Pixels 査読有り

    R. Hayakawa, S. Yamada, H. Tatsuno, J. W. Fowler, D. S. Swetz, D. A. Bennett, M. Durkin, G. C. O’Neil, J. N. Ullom, W. B. Doriese, C. D. Reintsema, J. D. Gard, S. Okada, T. Hashimoto, Y. Ichinohe, H. Noda, T. Hayashi

    Journal of Low Temperature Physics200 ( 5-6 ) 269 - 276   2020年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-020-02449-8

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10909-020-02449-8/fulltext.html

  • High Energy Background Event Identification Using Local Group Trigger in a 240-pixel X-ray TES Array 査読有り

    S. Yamada, R. Hayakawa, H. Tatsuno, J. W. Fowler, D. S. Swetz, D. A. Bennett, M. Durkin, G. C. O’Neil, J. N. Ullom, W. B. Doriese, C. D. Reintsema, J. D. Gard, S. Okada, T. Hashimoto, Y. Ichinohe, H. Noda, T. Hayashi

    Journal of Low Temperature Physics200 ( 5-6 ) 392 - 399   2020年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-020-02468-5

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10909-020-02468-5/fulltext.html

  • Mitigating the Effects of Charged Particle Strikes on TES Arrays for Exotic Atom X-ray Experiments 査読有り

    H. Tatsuno, D. A. Bennett, W. B. Doriese, M. S. Durkin, J. W. Fowler, J. D. Gard, T. Hashimoto, R. Hayakawa, T. Hayashi, G. C. Hilton, Y. Ichinohe, H. Noda, G. C. O’Neil, S. Okada, C. D. Reintsema, D. R. Schmidt, D. S. Swetz, J. N. Ullom, S. Yamada

    Journal of Low Temperature Physics200 ( 5-6 ) 247 - 254   2020年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-020-02484-5

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10909-020-02484-5/fulltext.html

  • A Concept Design of TES X-ray Microcalorimeter Array with Different Thickness Absorber Toward the Observation from 50 eV to 15 keV for STEM-EDS 査読有り

    Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu, Ryohei Konno, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Akira Takano, Keisuke Maehata, Toru Hara

    Journal of Low Temperature Physics199 ( 3-4 ) 908 - 915   2020年5月5日

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media {LLC}  

    We herein report a concept study of a transition edge sensor (TES) X-ray microcalorimeter array with two different thickness absorbers. We developed an energy-dispersive X-ray spectroscope (EDS) with a 64-pixel TES array and installed it on a scanning transmission electron microscope (STEM) for material analysis. One of the key applications of the proposed system is the microanalysis of astromaterials, for which the relative abundance of light elements such as boron, carbon, and oxygen against silicon are crucial. However, the line sensitivity below similar to 500 eV for the our STEM TES EDS system was not enough to detect the X-ray from light elements because of the relatively high continuum emission and low detection efficiency, which occurs due to the X-ray window and the optical blocking filters. A simple solution to increase line sensitivity at low energy is the adoption of thin X-ray absorbers that leads to an improvement in the energy resolution. However, doing so causes the sensitivity to decrease for high energy lines. Utilizing the spot-size dependence of the polycapillary X-ray optics on energy, which are used in the STEM TES EDS system, we studied a design in which thin absorbers are distributed on the outer area of detector. We optimized the design using the raytracing analysis of optics. A thin (300 nm) absorber is placed on the 52 outer pixels, while a thick (3.5 mu absorber is placed on the central 12 pixels. The thin pixels detect approximately 50-60% of the total counts in 0.1-2 keV, while the central thick pixels detect approximately 50-80% of the total counts in 2-10 keV. We also demonstrated the fabrication process of two-thickness absorber arrays.

    DOI: 10.1007/s10909-019-02326-z

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  • Integration of a TES-based X-ray spectrometer in a kaonic atom experiment 査読有り

    T. Hashimoto, D. A. Bennett, W. B. Doriese, M. S. Durkin, J. W. Fowler, J. D. Gard, R. Hayakawa, T. Hayashi, G. C. Hilton, Y. Ichinohe, S. Ishimoto, K. M. Morgan, H. Noda, G. C. O’Neil, S. Okada, C. D. Reintsema, D. R. Schmidt, S. Suzuki, D. S. Swetz, H. Tatsuno, J. N. Ullom, S. Yamada

    Journal of Low Temperature Physics199 ( 3-4 ) 1018 - 1026   2020年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-020-02434-1

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-020-02434-1/fulltext.html

  • Development of TES Microcalorimeters with Solar-Axion Converter 査読有り

    R. Konno, K. Maehisa, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, R. Yamamoto, T. Hayashi, H. Muramatsu, Y. Nakashima, K. Maehata, T. Homma, M. Saito, M. Sugie, R. Sato

    Journal of Low Temperature Physics199 ( 3-4 ) 654 - 662   2020年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-019-02257-9

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-019-02257-9/fulltext.html

  • Development of Multi-Layer Anti-Reflection Structures for Millimeter-Wave Silicon Optics Using Deep Reactive Ion Etching Process 査読有り

    Takashi Hasebe, Tasuku Hayashi, Hayato Takakura, Yutaro Sekimoto, Kumi Ishikawa, Yoshinori Shohmitsu, Kazuhusa Noda, Satoshi Saeki, Yuichiro Ezoe, Tom Nitta

    Journal of Low Temperature Physics199 ( 1-2 ) 339 - 347   2020年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    To show the technical feasibility of high-frequency and broadband anti-reflection (AR) coating for silicon optics in millimeter wavelengths, we fabricated a prototype of the four-layer sub-wavelength structure (SWS) using a combination of deep reactive ion etching (DRIE) and dicing processes. We also fabricated a three-layer SWS using a multi-layer DRIE technique. The described processes allow to obtain physical prototypes that are close enough to those designed that their simulated reflectances are slightly worse than expected. The simulations of the obtained three- and four-layer prototype showed the averaged reflectances of 5.2 % at 150–450 GHz and 3.7 % at 100–450 GHz, while the designed SWSs showed 1.6 % and 2.0 %, respectively.

    DOI: 10.1007/s10909-019-02286-4

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-019-02286-4/fulltext.html

  • Energy of the Th229 Nuclear Clock Isomer Determined by Absolute γ-ray Energy Difference 査読有り

    A. Yamaguchi, H. Muramatsu, T. Hayashi, N. Yuasa, K. Nakamura, M. Takimoto, H. Haba, K. Konashi, M. Watanabe, H. Kikunaga, K. Maehata, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda

    Physical Review Letters123 ( 22 )   2019年11月26日

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

    DOI: 10.1103/physrevlett.123.222501

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    その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevLett.123.222501/fulltext

  • Kaonic Atom Experiments at J-PARC 査読有り

    T. Hashimoto, S. Aikawa, S. Ajimura, T. Akaishi, H. Asano, M. Bazzi, G. Beer, D. Bennett, C. Berucci, D. Bosnar, M. Bragadireanu, P. Bhler, L. Busso, A. D. Butt, M. Cargnelli, Seonho Choi, C. Curceanu, W. B. Doriese, M. S. Durkin, S. Enomoto, Y. Ezoe, J. W. Fowler, H. Fujioka, T. Fukuda, C. Guaraldo, F. P. Gustafsson, C. Han, R. Hayakawa, R. S. Hayano, T. Hayashi, J. P. Hays-Wehle, G. C. Hilton, T. Hiraiwa, Y. Ichinohe, M. Iio, Y. Iizawa, M. Iliescu, K. Inoue, S. Ishimoto, Y. Ishisaki, K. Itahashi, M. Iwasaki, S. Kawasaki, Y. Ma, J. Marton, Y. Matsuda, Y. Mizoi, O. Morra, T. Murakami, T. Nagae, T. Nishi, H. Noda, H. Noumi, K. Nunomura, G. C. O’Neil, T. Ohashi, H. Ohnishi, S. Okada, H. Outa, K. Piscicchia, C. D. Reintsema, Y. Sada, A. Sakaguchi, F. Sakuma, M. Sato, D. R. Schmidt, A. Scordo, M. Sekimoto, H. Shi, K. Shirotori, D. Sirghi, F. Sirghi, K. Suzuki, S. Suzuki, T. Suzuki, D. S. Swetz, A. Takamine, K. Tanida, H. Tatsuno, D. Tomono, A. Toyoda, C. Trippl, K. Tsukada, J. Uhlig, J. N. Ullom, O. Vazquez Doce, E. Widmann, S. Yamada, T. Yamaga, T. Yamazaki, J. Zmeskal

    Proceedings of the 8th International Conference on Quarks and Nuclear Physics (QNP2018)   2019年11月8日

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.7566/jpscp.26.023013

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  • Construction of Response Function of TES X-ray Microcalorimeter for STEM-EDS 査読有り

    Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu, Keisei Maehisa, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Keisuke Maehata, Toru Hara

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity29 ( 5 ) 1 - 4   2019年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers ({IEEE})  

    A quantitative microanalysis of astromaterials (e.g., meteorite, returned samples from asteroids) is a key technology to understand the history of our solar system formation. To fulfill this, we developed an energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) using a transition-edge sensor (TES) microcalorimeterarray on a scanning transmission electron microscope (STEM) for material analysis. To reduce the systematic errors of a spectral analysis, we investigated and constructed the response function of the STEM-EDS system, which consists of detection efficiency and a two-dimensional response matrix. The latter represents the pulse-height redistribution functions of the incident photons of different energies. Using the constructed response function, we demonstrated the quantitative determination of SiO2 film and confirmed that the number-density ratio of oxygen to silicon (=2.29(-0.29)(+0.32)) is consistent with the expected value of 2 within the statistical errors. We further study the systematic errors of the concentration determination with simulations. We analyze the simulated spectra of TES-EDS and SDD (silicon drift detector)-EDS without a priori knowledge about the continuum spectra and find that the systematic deviations of parameters from the model values are smaller than 1% for TES-EDS and larger than 10% for SDD-EDS.

    DOI: 10.1109/TASC.2019.2902304

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  • Development of Gamma-Ray Transition-Edge-Sensor Microcalorimeters on Thick Membranes 査読有り

    Naoko Iyomoto, Ikumi Yoshimine, Yuki Shuto, Takehiro Kuroiwa, Keisuke Maehata, Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu, Kenichiro Nagayoshi, Kazuhisa Mitsuda, Akira Takano, Shota Yoshimoto, Yuta Kurume, Kenji Ishibashi

    Journal of Low Temperature Physics194 ( 5-6 ) 412 - 417   2019年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-018-2100-3

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-018-2100-3/fulltext.html

  • 超伝導遷移端カロリメータによるトリウム229アイソマーエネルギーの測定

    山口 敦史, 村松 はるか, 林 佑, 満田 和久, 湯浅 直樹, 前畑 京介, 中村 圭佑, 滝本 美咲, 菊永 英寿

    日本物理学会講演概要集74.2   466 - 466   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.74.2.0_466

    CiNii Article

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  • Super DIOS: Future X-ray Spectroscopic Mission to Search for Dark Baryons 査読有り

    S. Yamada, T. Ohashi, Y. Ishisaki, Y. Ezoe, Y. Ichinohe, S. Kitazawa, K. Kosaka, R. Hayakawa, K. Nunomura, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, T. Kikuchi, T. Hayashi, H. Muramatsu, Y. Nakashima, Y. Tawara, I. Mitsuishi, Y. Babazaki, D. Seki, K. Otsuka, M. Ishihara, K. Osato, N. Ota, M. Tomariguchi, D. Nagai, E. Lau, K. Sato

    Journal of Low Temperature Physics193 ( 5-6 ) 1016 - 1023   2018年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-018-1918-z

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    その他リンク: http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10909-018-1918-z.pdf

  • An X-ray TES Detector Head Assembly for a STEM-EDS System and Its Performance 査読有り

    Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu, Keisei Maehisa, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Akira Takano, Shota Yoshimoto, Keisuke Maehata, Mutsuo Hidaka, Hirotake Yamamori, Toru Hara

    JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS193 ( 5-6 ) 1282 - 1286   2018年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER/PLENUM PUBLISHERS  

    A detector head for an energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) for a scanning transmission electron microscope (STEM) was designed, fabricated, and tested. A 64-pixel TES X-ray microcalorimeter and 64 SQUID array amplifiers (SAAs) are mounted on a detector head which is cooled to about 100 mK. The body of the detector head is a copper rod of about 1 cm(2) cross section and 10 cm length with 3 cm cubic structure at the bottom. The TES microcalorimeter is mounted at the top of the rod while the SAAs are mounted on the four side surfaces of the cubic structure. In order to reduce the number of wire bondings, we adopted a flip-chip bonding for the SAAs. In order to reduce the stress imposed on the flip-chip bondings due to the difference in the linear thermal expansion of the SAA chip and the mounting surfaces, we mounted the SAAs and connectors to the room-temperature electronics on sapphire circuit board and mounted the SAAs and connectors using a superconducting flip-chip bonding technology. Then, both the TES and the sapphire circuit board were mounted on the rod and are connected to the print circuit like superconducting wires, which are created on the multiple surfaces of the rod, with A1 wire bondings. We reduced the number of wire bondings from 768 to 256. The yield of the flip-chip bonding was not perfect but relatively high. We installed the detector head in the STEM EDS system, confirmed that the energy resolution and counting requirements, Delta E < 10 eV with 5 kcps were fulfilled.

    DOI: 10.1007/s10909-018-2013-1

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  • Readout of X-ray Pulses from a Single-pixel TES Microcalorimeter with Microwave Multiplexer Based on SQUIDs Directly Coupled to Resonators 査読有り

    Y. Nakashima, F. Hirayama, S. Kohjiro, H. Yamamori, S. Nagasawa, A. Sato, T. Irimatsugawa, H. Muramatsu, T. Hayashi, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda

    Journal of Low Temperature Physics193 ( 3-4 ) 618 - 625   2018年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-018-2030-0

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    その他リンク: http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10909-018-2030-0.pdf

  • Atmospheric gas dynamics in the Perseus cluster observed with Hitomi* 査読有り

    Felix Aharonian, Hiroki Akamatsu, Fumie Akimoto, Steven W Allen, Lorella Angelini, Marc Audard, Hisamitsu Awaki, Magnus Axelsson, Aya Bamba, Marshall W Bautz, Roger Blandford, Laura W Brenneman, Gregory V Brown, Esra Bulbul, Edward M Cackett, Rebecca E A Canning, Maria Chernyakova, Meng P Chiao, Paolo S Coppi, Elisa Costantini, Jelle de Plaa, Cor P de Vries, Jan-Willem den Herder, Chris Done, Tadayasu Dotani, Ken Ebisawa, Megan E Eckart, Teruaki Enoto, Yuichiro Ezoe, Andrew C Fabian, Carlo Ferrigno, Adam R Foster, Ryuichi Fujimoto, Yasushi Fukazawa, Akihiro Furuzawa, Massimiliano Galeazzi, Luigi C Gallo, Poshak Gandhi, Margherita Giustini, Andrea Goldwurm, Liyi Gu, Matteo Guainazzi, Yoshito Haba, Kouichi Hagino, Kenji Hamaguchi, Ilana M Harrus, Isamu Hatsukade, Katsuhiro Hayashi, Takayuki Hayashi, Tasuku Hayashi, Kiyoshi Hayashida, Junko S Hiraga, Ann Hornschemeier, Akio Hoshino, John P Hughes, Yuto Ichinohe, Ryo Iizuka, Hajime Inoue, Shota Inoue, Yoshiyuki Inoue, Manabu Ishida, Kumi Ishikawa, Yoshitaka Ishisaki, Masachika Iwai, Jelle Kaastra, Tim Kallman, Tsuneyoshi Kamae, Jun Kataoka, Satoru Katsuda, Nobuyuki Kawai, Richard L Kelley, Caroline A Kilbourne, Takao Kitaguchi, Shunji Kitamoto, Tetsu Kitayama, Takayoshi Kohmura, Motohide Kokubun, Katsuji Koyama, Shu Koyama, Peter Kretschmar, Hans A Krimm, Aya Kubota, Hideyo Kunieda, Philippe Laurent, Shiu-Hang Lee, Maurice A Leutenegger, Olivier Limousin, Michael Loewenstein, Knox S Long, David Lumb, Greg Madejski, Yoshitomo Maeda, Daniel Maier, Kazuo Makishima, Maxim Markevitch, Hironori Matsumoto, Kyoko Matsushita, Dan McCammon, Brian R McNamara, Missagh Mehdipour, Eric D Miller, Jon M Miller, Shin Mineshige, Kazuhisa Mitsuda, Ikuyuki Mitsuishi, Takuya Miyazawa, Tsunefumi Mizuno, Hideyuki Mori, Koji Mori, Koji Mukai, Hiroshi Murakami, Richard F Mushotzky, Takao Nakagawa, Hiroshi Nakajima, Takeshi Nakamori, Shinya Nakashima, Kazuhiro Nakazawa, Kumiko K Nobukawa, Masayoshi Nobukawa, Hirofumi Noda, Hirokazu Odaka, Takaya Ohashi, Masanori Ohno, Takashi Okajima, Naomi Ota, Masanobu Ozaki, Frits Paerels, Stéphane Paltani, Robert Petre, Ciro Pinto, Frederick S Porter, Katja Pottschmidt, Christopher S Reynolds, Samar Safi-Harb, Shinya Saito, Kazuhiro Sakai, Toru Sasaki, Goro Sato, Kosuke Sato, Rie Sato, Makoto Sawada, Norbert Schartel, Peter J Serlemtsos, Hiromi Seta, Megumi Shidatsu, Aurora Simionescu, Randall K Smith, Yang Soong, Łukasz Stawarz, Yasuharu Sugawara, Satoshi Sugita, Andrew Szymkowiak, Hiroyasu Tajima, Hiromitsu Takahashi, Tadayuki Takahashi, Shin’ichiro Takeda, Yoh Takei, Toru Tamagawa, Takayuki Tamura, Keigo Tanaka, Takaaki Tanaka, Yasuo Tanaka, Yasuyuki T Tanaka, Makoto S Tashiro, Yuzuru Tawara, Yukikatsu Terada, Yuichi Terashima, Francesco Tombesi, Hiroshi Tomida, Yohko Tsuboi, Masahiro Tsujimoto, Hiroshi Tsunemi, Takeshi Go Tsuru, Hiroyuki Uchida, Hideki Uchiyama, Yasunobu Uchiyama, Shutaro Ueda, Yoshihiro Ueda, Shin’ichiro Uno, C Megan Urry, Eugenio Ursino, Qian H S Wang, Shin Watanabe, Norbert Werner, Dan R Wilkins, Brian J Williams, Shinya Yamada, Hiroya Yamaguchi, Kazutaka Yamaoka, Noriko Y Yamasaki, Makoto Yamauchi, Shigeo Yamauchi, Tahir Yaqoob, Yoichi Yatsu, Daisuke Yonetoku, Irina Zhuravleva, Abderahmen Zoghbi

    Publications of the Astronomical Society of Japan70 ( 2 )   2018年3月1日

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

    Extending the earlier measurements reported in Hitomi collaboration (2016, Nature, 535, 117), we examine the atmospheric gas motions within the central 100 kpc of the Perseus cluster using observations obtained with the Hitomi satellite. After correcting for the point spread function of the telescope and using optically thin emission lines, we find that the line-of-sight velocity dispersion of the hot gas is remarkably low and mostly uniform. The velocity dispersion reaches a maxima of approximately 200 km s(-1) toward the central active galactic nucleus (AGN) and toward the AGN inflated northwestern "ghost" bubble. Elsewhere within the observed region, the velocity dispersion appears constant around 100 km s(-1). We also detect a velocity gradient with a 100 km s(-1) amplitude across the cluster core, consistent with large-scale sloshing of the core gas. If the observed gas motions are isotropic, the kinetic pressure support is less than 10% of the thermal pressure support in the cluster core. The well-resolved, optically thin emission lines have Gaussian shapes, indicating that the turbulent driving scale is likely below 100 kpc, which is consistent with the size of the AGN jet inflated bubbles. We also report the first measurement of the ion temperature in the intracluster medium, which we find to be consistent with the electron temperature. In addition, we present a new measurement of the redshift of the brightest cluster galaxy NGC 1275.

    DOI: 10.1093/pasj/psx138

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  • A Study of X-Ray Response of the TES X-Ray Microcalorimeter for STEM 査読有り

    Haruka Muramatsu, Tasuku Hayashi, Keisei Maehisa, Yuki Nakashima, Kazuhisa Mitsuda, Noriko Y. Yamasaki, Toru Hara, Keisuke Maehata

    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY27 ( 4 )   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    TES microcalorimeters show a nonlinear pulseheight- to-energy relation, reflecting their nonlinear resistanceto- temperature relation on the transition edge. In some of TES applications, such as energy dispersive X-ray spectroscopy, a wide energy range (e.g. 0.5-15 keV) and a good energy calibration (e.g. within a few eV) are required. We have studied the method to calibrate the nonlinear pulse-height-to-energy and to correct for it in the data analysis. We irradiated a TES microcalorimeter with three radio isotopes simultaneously to obtain continuum-free line spectra covering from 3.3 to 17.8 keV. X-ray lines from those isotopes are, respectively, a line complex containing fine structures and/or satellite lines, which cannot be fully separatedwith TES microcalorimeters. Thus, a special treatment is necessary. We first established a method to estimate the relation between PHA (pulse height analyzed value by optimum filtering) and X-ray energy of the line complex precisely: we assumed that the relation could be approximated with a linear function, PHA = aE + b, locally in the narrow energy range containing one of the line complex, and determined a and b from the model fit of the PHA spectrum of the line complex. Then, fromthe PHA-to-energy relations of six line complexes, we determined an approximation formula which represented the global PH-to-energy relation. We then applied the global relation to convert PHA values of all pulses to energy equivalent value, which we call PI (pulse invariant). We then fitted the PI spectra with the model function to check the consistency of energy. We have done these processes starting fromtwo different forms of data; TES current as a function of time, and TES resistance as a function of time. The nonlinearity of PHA-to-energy was smaller for TES resistance pulses, and a better energy calibration is obtained. We found that the PI spectra obtained fromTES resistance pulses reproduced the X-ray energies within +/- 3 eV uncertainty, while the uncertainties becomes as large as 10 eV for the PI spectra obtained from TES current pulses.

    DOI: 10.1109/TASC.2017.2661738

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  • Characterization System of Multi-pixel Array TES Microcalorimeter 査読有り

    Shota Yoshimoto, Keisuke Maehata, Kazuhisa Mitsuda, Yoshihiro Yamanaka, Kazuhiro Sakai, Kenichiro Nagayoshi, Ryo Yamamoto, Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu

    Proceedings of International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses (ISRD2016)   2016年11月14日

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Journal of the Physical Society of Japan  

    DOI: 10.7566/jpscp.11.010002

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  • Future Japanese X-ray TES Calorimeter Satellite: DIOS (Diffuse Intergalactic Oxygen Surveyor) 査読有り

    S. Yamada, T. Ohashi, Y. Ishisaki, Y. Ezoe, N. Miyazaki, K. Kuwabara, G. Kuromaru, S. Suzuki, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, Y. Takei, K. Sakai, K. Nagayoshi, R. Yamamoto, T. Hayashi, H. Muramatsu, Y. Tawara, I. Mitsuishi, Y. Babazaki, R. Nakamichi, A. Bandai, T. Yuasa, N. Ota

    Journal of Low Temperature Physics184 ( 3-4 ) 688 - 693   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    We present the latest update and progress on the future Japanese X-ray satellite mission Diffuse Intergalactic Oxygen Surveyor (DIOS). DIOS is proposed to JAXA as a small satellite mission, and would be launched with an Epsilon rocket. DIOS would carry on the legacy of ASTRO-H, which carries semiconductor-based microcalorimeters and is scheduled to be launched in 2016, in high-resolution X-ray spectroscopy. A 400-pixel array of transition-edge sensors (TESs) would be employed, so DIOS would also provide valuable lessons for the next ESA X-ray mission ATHENA on TES operation and cryogen-free cooling in space. We have been sophisticating the entire design of the satellite to meet the requirement for the Epsilon payload for the next call. The primary goal of the mission is to search for warm-hot intergalactic medium with high-resolution X-ray spectroscopy by detecting redshifted emission lines from OVII and OVIII ions. The results would have significant impacts on our understanding of the nature of "dark baryons," their total amount and spatial distribution, as well as their evolution over cosmological timescales.

    DOI: 10.1007/s10909-015-1362-2

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-015-1362-2/fulltext.html

  • DIOS: the dark baryon exploring mission 査読有り

    T. Ohashi, Y. Ishisaki, Y. Ezoe, S. Yamada, G. Kuromaru, S. Suzuki, Y. Tawara, I. Mitsuishi, Y. Babazaki, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, Y. Takei, R. Yamamoto, T. Hayashi, N. Ota, R. L. Kelley, K. Sakai

    SPIE Proceedings9905   2016年7月18日

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPIE  

    DIOS (Diffuse Intergalactic Oxygen Surveyor) is a small satellite aiming for a launch around 2022 with JAXA's Epsilon rocket. Its main aim is a search for warm-hot intergalactic medium with high-resolution X-ray spectroscopy of redshifted emission lines from OVII and OVIII ions. The superior energy resolution of FES microcalorimeters combined with a wide field of view (30' diameter) will enable us to look into gas dynamics of cosmic plasmas in a wide range of spatial scales from Earth's magnetosphere to unvirialized regions of clusters of galaxies. Mechanical and thermal design of the spacecraft and development of the TES calorimeter system are described. Employing an enlarged X-ray telescope with a focal length of 1.2 m and fast repointing capability, DIOS can observe absorption features from X-ray afterglows of distant gamma-ray bursts.

    DOI: 10.1117/12.2232274

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  • Design and Performance of a TES X-ray Microcalorimeter Array for Energy Dispersive Spectroscopy on Scanning Transmission Electron Microscope

    Haruka Muramatsu, K. Nagayoshi, T. Hayashi, K. Sakai, R. Yamamoto, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, K. Maehata, T. Hara

    JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS184 ( 1-2 ) 91 - 96   2016年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER/PLENUM PUBLISHERS  

    We discuss the design and performance of a transition edge sensor (TES) X-ray microcalorimeter array for scanning transmission electron microscope (STEM)-energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The TES X-ray microcalorimeter has better energy resolution compared to conventional silicon drift detector and STEM-EDS utilizing a TES detector makes it possible to map the distribution of elements on a specimen in addition to analyze the composition. The requirement for a TES detector is a high counting rate (20 kcps), wide energy band (0.5-15 keV) and good energy resolution (10 eV) full width at half maximum. The major improvement of this development is to increase the maximum counting rate. In order to accommodate the high counting rate, we adopted an format, 64-pixel array and common biasing scheme for the readout method. We did all design and fabrication of the device in house. With the device we have fabricated most recently, the pulse decay time is 40 s which is expected to achieve 50 kcps. For a single pixel, the measured energy resolution was 7.8 eV at 5.9 keV. This device satisfies the requirements of counting rate and energy resolution, although several issues remain where the performance must be confirmed.

    DOI: 10.1007/s10909-016-1547-3

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  • Study of Multilayer X-ray Absorbers to Improve Detection Efficiency of TES X-ray Microcalorimeter Arrays 査読有り

    T. Hayashi, K. Nagayoshi, H. Muramatsu, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda, M. Saito, T. Homma, T. Hara, H. Noda

    Journal of Low Temperature Physics184 ( 1-2 ) 257 - 262   2016年7月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10909-016-1585-x

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-016-1585-x/fulltext.html

  • Common Bias Readout for TES Array on Scanning Transmission Electron Microscope 査読有り

    R. Yamamoto, K. Sakai, K. Maehisa, K. Nagayoshi, T. Hayashi, H. Muramatsu, Y. Nakashima, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, Y. Takei, M. Hidaka, S. Nagasawa, K. Maehata, T. Hara

    Journal of Low Temperature Physics184 ( 1-2 ) 454 - 459   2016年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    A transition edge sensor (TES) microcalorimeter array as an X-ray sensor for a scanning transmission electron microscope system is being developed. The technical challenge of this system is a high count rate of 5000 counts/second/array. We adopted a 64 pixel array with a parallel readout. Common SQUID bias, and common TES bias are planned to reduce the number of wires and the resources of a room temperature circuit. The reduction rate of wires is 44 % when a 64 pixel array is read out by a common bias of 8 channels. The possible degradation of the energy resolution has been investigated by simulations and experiments. The bias fluctuation effects of a series connection are less than those of a parallel connection. Simple calculations expect that the fluctuations of the common SQUID bias and common TES bias in a series connection are and , respectively. We constructed 8 SQUIDs which are connected to 8 TES outputs and a room temperature circuit for common bias readout and evaluated experimentally. Our simulation of crosstalk indicates that at an X-ray event rate of 500 cps/pixel, crosstalk will broaden a monochromatic line by about 0.01 %, or about 1.5 eV at 15 keV. Thus, our design goal of 10 eV energy resolution across the 0.5-15 keV band should be achievable.

    DOI: 10.1007/s10909-016-1562-4

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10909-016-1562-4/fulltext.html

  • Development of a super-fluid 4He target system for an experimental search for nuclear over(K, -) states

    M. Sato, S. Ishimoto, T. Hayashi, M. Iio, M. Iwasaki, S. Suzuki

    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment606 ( 3 ) 233 - 237   2009年7月21日

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A super-fluid 4He target system has been successfully developed to experimentally search for deeply bound over(K, -) nuclei. From the experimental requirements, the amount of material around the liquid-helium target was drastically suppressed by using two approaches. One was to utilize the properties of super-fluid helium of extremely high thermal conductivity and low vapor pressure. The other was to develop a thin-walled CFRP vacuum chamber and a PET-based target cell. The wall thickness of the CFRP vacuum chamber was only 0.9 mm with the inner diameter of 310 mm. The dimensions of the target cell were 200 mm inner diameter and 150 mm length with the volume of 4.7 l, and it equipped 75 μ m thick beam windows made of a PET film. The present target system achieved a temperature of 1.3 K, and was stably operated throughout the experiment with the operational pressure below 40 mbar and a liquid-helium consumption rate of 45 l / day. © 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.nima.2009.04.013

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MISC

  • Hayabusa小惑星試料カタログ2021【JST・京大機械翻訳】|||

    YADA Toru, KUMAGAI Kazuya, TACHIBANA Shogo, ABE Masanao, OKADA Tatsuaki, NISHIMURA Masahiro, YOGATA Kasumi, SAKAMOTO Kanako, NAKATO Aiko, MIYAZAKI Akiko, NAGASHIMA Kana, KANEMARU Rei, YAMAMOTO Daiki, HAYASHI Tasuku, FUKAI Ryota, ISHIZAKI Takuya, HATAKEDA Kentaro, HITOMI Yuya, SOEJIMA Hiromichi, SUGAHARA Haruna, SUZUKI Shino, USUI Tomohiro

    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) ( 21-007E )   2022年

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  • ハヤブサ2小惑星試料カタログ2021

    YADA Toru, KUMAGAI Kazuya, TACHIBANA Shogo, ABE Masanao, OKADA Tatsuaki, NISHIMURA Masahiro, YOGATA Kasumi, SAKAMOTO Kanako, NAKATO Aiko, MIYAZAKI Akiko, NAGASHIMA Kana, KANEMARU Rei, YAMAMOTO Daiki, HAYASHI Tasuku, FUKAI Ryota, ISHIZAKI Takuya, HATAKEDA Kentaro, HITOMI Yuya, SOEJIMA Hiromichi, SUGAHARA Haruna, SUZUKI Shino, USUI Tomohiro

    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) ( 21-006E )   2022年

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  • リュウグウ帰還試料の初期記載から分かった事

    矢田達, 安部正真, 安部正真, 岡田達明, 岡田達明, 中藤亜衣子, 与賀田佳澄, 宮崎明子, 熊谷和也, 畠田健太朗, 西村征洋, 人見勇矢, 副島広道, 吉武美和, 吉武美和, 岩前絢子, 岩前絢子, 古屋静萌, 古屋静萌, 臼井寛裕, 林佑, 山本大貴, 深井稜汰, 杉田精司, 長勇一郎, 湯本航生, 矢部佑奈, BIBRING Jean-Pierre, PILORGET Cedric, HAMM Vincent, BRUNETTO Rosario, RIU Lucie, RIU Lucie, 橘省吾, 橘省吾, 澤田弘崇, 岡崎隆司, 高野淑識, 坂本佳奈子, 三浦弥生, 矢野創, IRELAND Trevor, 山田哲哉, 藤本正樹, 中澤暁, 田中智, 佐伯孝尚, 吉川真, 渡邊誠一郎, 津田雄一

    日本惑星科学会秋季講演会予稿集(Web)2021   2021年

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  • 超伝導転移端X線検出器の技術成熟化と地球外試料分析に向けたSPring-8実験

    須田博貴, 早川亮大, 石崎欣尚, 大橋隆哉, 竜野秀行, 山田真也, 一戸悠人, 岡田信二, 橋本直, 奥村拓馬, 東俊行, 玉川徹, 宇留賀朋哉, 関澤央輝, 新田清文, 神代暁, 高橋嘉夫, 板井啓明, 田中雅人, 蓬田匠, 山口瑛子, 川島彰吾, 長澤真, 栗栖美菜子, 柏原輝彦, 坂田昴平, 菅大暉, 野田博文, 林佑, 今井悠喜, 田中桂悟, 田口昂宙, DROIESE W.B., ULLOM J.N., SWETZ D.S.

    日本天文学会年会講演予稿集2020   2020年

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  • 魚類中微量水銀のSXRF/XAFS測定における超伝導転移端センサー検出器(TES)の応用

    板井啓明, 高橋嘉夫, 山田真也, 関澤央輝, 早川亮大, 大井かなえ, 須田博貴, 竜野秀行, 岡田信二, 奥村拓馬, 橋本直, 一戸悠人, 林佑, 今井悠喜, 野田博文, 神代暁, 宇留賀朋哉

    日本地球化学会年会要旨集(Web)66th   2019年

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  • 超伝導転移端センサー検出器(TES)を用いた蛍光XAFS法による地球化学・環境化学試料中の微量元素の化学種解析

    高橋 嘉夫, 三浦 輝, 栗栖 美菜子, 長澤 真, 早川 亮大, 大井 かなえ, 須田 博貴, 竜野 秀行, 岡田 信二, 奥村 拓馬, 橋本 直, 山田 真也, 一戸 悠人, 林 佑, 今井 悠喜, 野田 博文, 神代 暁, 宇留賀 朋哉, 関澤 央輝, 板井 啓明, 田中 雅人, 栗原 雄一, 柏原 輝彦, 坂田 昂平, 菅 大暉

    日本地球化学会年会要旨集66 ( 0 ) 43 - 43   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本地球化学会  

    <p>本研究では、地球化学試料中の微量元素の化学種を明らかにするために、高いエネルギー分解能を持つX線検出器である超伝導転移端センサー検出器(TES)を用いて蛍光XAFS法を得た。その結果、半導体検出器では測定困難だった試料についてXAFSが得られ、この方法が蛍光XAFSの適用範囲を大きく拡大するものであることが分かった。</p>

    DOI: 10.14862/geochemproc.66.0_43

    CiNii Article

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  • 希土類元素のK・L吸収端へのXAFS分析の試み:高エネルギーXAFSと超伝導転移端センサー検出器(TES)を用いた分析との比較

    菅 大暉, 岡田 信二, 奥村 拓馬, 橋本 直, 一戸 悠人, 林 佑, 今井 悠喜, 野田 博文, 神代 暁, 宇留賀 朋哉, 高橋 嘉夫, 長澤 真, 関澤 央輝, 新田 清文, 山田 真也, 早川 亮大, 大井 かなえ, 須田 博貴, 竜野 秀行

    日本地球化学会年会要旨集66 ( 0 ) 44 - 44   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本地球化学会  

    <p>希土類元素(REE)は、地球惑星科学における代表的な微量元素トレーサーであり、様々な分野で広範に利用されている。加えて、金属資源分野や放射性廃棄物分野でも重要な元素でもあり、環境中での挙動にも関心がもたれている。こうしたREEの地球表層での挙動を分子レベルから理解するために、我々は、X線吸収微細構造(XAFS)法を用いたREEの化学種分析を様々な系で行ってきた。本研究で報告するのは、SPring-8 BL37XUで、多元素混合ガラス標準試料であるNIST試料を用いて、(i)40 keV以上の高エネルギー領域のX線サブマイクロンビームを利用した蛍光X線(XRF)マッピング-XAFS分析をREEのK吸収端に対して初めて適用した結果と、(ii)L吸収端を対象とした超伝導転移端センサー検出器(TES)による蛍光XAFS実験を、米国標準技術局(NIST)製の240素子(X線吸収体はビスマス)のTESを用いて行った結果についてである。</p>

    DOI: 10.14862/geochemproc.66.0_44

    CiNii Article

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講演・口頭発表等

  • A quantitative study in STEM-EDS with a broadband TES X-ray microcalorimeter toward astromaterials analysis

    Tasuku Hayashi, Takaaki Noguchi, Yuta Yagi, Keita Tanaka, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhiro Mitsuda, Keisuke Maehata, Toru Hara

    19th International Workshop on Low Temperature Detectors  2021年7月28日 

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    開催年月日: 2021年7月19日 - 2021年7月29日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • A developments of 64-pixel TES on energy dispersive X-ray spectroscopy system for STEM

    Tasuku Hayashi, Ryohei Konno, Noriko. Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Keisuke Maehata, Toru Hara

    Applied Superconductivity conference 2020  2020年11月3日 

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    開催年月日: 2020年10月24日 - 2020年11月7日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Developments of TES Array towards the Observation from 100 eV to 15 keV for STEM-EDS

    T. Hayashi, R.Konno, N.N.Yamasaki, K.Mitsuda, K.Maehata, T.Hara

    13th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2020)  2020年1月17日 

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    開催年月日: 2020年1月16日 - 2020年1月17日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Developments of TES array and the detector stage towards the observation from 100 eV to 15 keV for STEM

    Tasuku Hayashi, Ryohei Konno, Noriko N. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Akira Takano, Keisuke Maehata, Toru Hara

    The 32nd International Symposium on Superconductivity  2019年12月3日 

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    開催年月日: 2019年12月3日 - 2019年12月5日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A study of TES X-ray microcalorimeter array with different absorber thickness towards the observation from 50 eV to 15 keV for STEM-EDS

    Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu, Ryohei Konno, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Akira Takano, Keisuke Maehata, Toru Hara

    18th International Workshop on Low Temperature Detectors  2019年7月25日 

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    開催年月日: 2019年7月22日 - 2019年7月26日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Construction of response function of TES X-ray microcalorimeter for STEM-EDS

    Tasuku Hayashi, H. Muramatsu, K. Maehisa, N. Y. Yamasaki, K. Mitsuda, K. Maehata, T. Hara

    ASC2018: The Applied Superconductivity Conference in Seattle  2018年10月30日 

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    開催年月日: 2018年10月28日 - 2018年11月2日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • An X-ray TES detector head assembly for a STEM-EDS system and its performance

    Tasuku Hayashi, Haruka Muramatsu, Keisei Maehisa, Noriko Y. Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Akira Takano, Shota Yoshimoto, Keisuke Maehata, Mutsuo Hidaka, Hirotake Yamamori, Toru Hara

    17th International Workshop on Low Temperature Detectors  2017年7月17日 

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    開催年月日: 2017年7月16日 - 2017年7月21日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Evaluation of a 64 pixel TES X-ray microcalorimeter array for a STEM-EDS system

    T.Hayashi, H.Muramatsu, K.Maehisa, N.Y.Yamasaki, K.Mitsuda, A.Takano, K.Maehata, T.Hara

    3rd International Workshop on Superconducting Sensors & Detectors IWSSD 2016 in Tsukuba  2016年11月14日 

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    開催年月日: 2016年11月14日 - 2016年11月17日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Study of Detectability of Line Emission from Dark Matter in a Galaxy with ASTRO-H SXS

    Tasuku Hayashi, R.Yamamoto, N.Y.Yamasaki, K.Mitsuda

    6th ASTRO-H Summer School,  2015年8月27日 

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    開催年月日: 2015年8月27日 - 2015年8月29日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Study of Multilayer X-ray Absorbers to Improve Detection Efficiency of TES X-ray Microcalorimeter Arrays

    T.Hayashi, K.Nagayoshi, H.Muramatsu, N.Y.Yamasaki, K.mitsuda, M.Saito, T.Homma, T.Hara, H.Noda

    16th International Workshop on Low Temperature Detectors  2015年7月 

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    開催年月日: 2015年7月20日 - 2015年7月24日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Effect of gravitational redshift in Perseus cluster

    T.Hayashi, S.Kitamoto

    4th ASTRO-H Summer School  2013年9月6日 

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    開催年月日: 2013年9月5日 - 2013年9月7日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • X 線領域の観測技術の革新によるダークマター探索

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) 

    山崎 典子, 田村 隆幸, 林 佑, 平山 文紀, シミオネスク オーロラ, 佐藤 浩介, 神代 暁, 満田 和久

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    2020年11月 - 2025年3月

    課題番号:20H05857

    配分額:205660000円 ( 直接経費:158200000円 、 間接経費:47460000円 )

    暗黒物質の候補には様々なものが上げられているが,本研究では主にX線領域において,太陽アクシオンの直接検出と,XRISM衛星を用いた宇宙観測の2つをあげている。太陽アクシオンの検出実験においては,57Feを吸収体とする超伝導転移端型マイクロカロリメータによる検出を第一候補とし,検出器のデザイン,要素開発をすすめている。2020年度は,超伝導転移端薄膜を作成するための蒸着装置を設計,導入した。またFeによる吸収体を作成,低温での電気伝導度等の特性評価を行ない,それに基づいた新たな素子設計をすすめている。XRISM衛星については順調に開発がすすんでいる。

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  • 地球外物質の微小水和物探査を目指した超精密X線分光器TESカロリメータの開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究 

    林 佑

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    2020年4月 - 2024年3月

    課題番号:20K14548

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究では、地球外物質のサブマイクロスケールでの分析を可能とする走査透過型電子顕微鏡(STEM)とX線分散型分光分析(EDS)を組み合わせた分析システムの定量精度を一桁以上向上可能なX線検出器である超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータ(TESカロリメータ)の開発を行っている。地球外物質の分析を実現するには、高い計数率と高いエネルギー分解能を両立することが必要であり、240素子のマッシュルーム型吸収体TESカロリメータアレイの開発を目指している。その中でも、有効面積の大幅な改善が可能なマッシュルーム型吸収体の開発と大規模なアレイ化のための素子密度の増大のための積層配線技術の開発を行なってきた。マッシュルーム型吸収体はTESカロリメータの読み出し配線やTES素子間のデットスペースを覆うような構造であり、積層配線は読み出し配線の往きと帰りの配線の上下に重ね配線の省スペース化する技術である。
    本年度は、昨年度までに確立してきた熱伝導率の高い金の成膜が可能なメッキ環境を用いて、想定通り高い熱伝導率の金の成膜が可能か、および可能な条件だしを行った。その結果、低温での熱伝導の指標であるRRRで従来のRRR~3程度からRRR~28と10倍程度改善した。さらにTESなしで、マッシュルーム型吸収体の構造形成テストを実施し、マッシュルーム型ような3次元的な構造が形成可能であることを確認した。さらに積層配線を実現するために、国立天文台のクリーンルームを使用して、1um以下の精度で上下配線を重ね合わせた構造が製作できることを確認した。

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  • 超精密定量分析に向けた次世代X線分光検出器の研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) 

    林 佑

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    2021年9月 - 2023年3月

    課題番号:21H05444

    配分額:13000000円 ( 直接経費:10000000円 、 間接経費:3000000円 )

    本研究では、地球外物質のサブマイクロスケールでの分析を可能とする走査透過型電子顕微鏡(STEM)とX線分散型分光分析(EDS)を組み合わせた分析システムの定量精度を一桁以上向上可能なX線検出器である超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータ(TESカロリメータ)の開発を行っている。地球外物質の分析を実現するには、高い計数率と高いエネルギー分解能を両立することが必要であり、240素子のマッシュルーム型吸収体TESカロリメータアレイの開発を目指している。TESカロリメータの読み出しには、1素子読み出すのに1個の低温増幅器である超伝導量子干渉磁束計(SQUID)を必要とする。しかし、素子が増えることで、SQUIDの発熱が無視できなくなり読み出し数を制限している。そこで、本研究では、発熱がなく原理的に一本の同軸線で1000素子読み出し可能なマイクロ波SQUIDマルチプレクサ(MW-MUX)システムを導入する。
    本年度は、MW-MUXシステムを現在ある希釈冷凍機へ導入するための準備として、導入に必要な4Kと50Kに搭載するHEMTアンプの選定および購入と、導入経路および熱アンカーの設置箇所などを希釈冷凍機の開発会社と検討した。検討の結果、同軸線やHEMTアンプなどのコンポーネントの設置には大きな希釈冷凍機側の変更なく実装可能であることを確認した。しかし、現在検討しているTESとMW-MUXチップを搭載する低温ステージでは、サイズ大きく現在ある希釈冷凍機の外装変更なしに搭載が難しいことが判明し、来年度中にステージの最適化を行い、再設計する予定である。

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  • X線干渉計に向け超伝導遷移端型カロリメータを応用する高位置精度X線検出器の開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽) 

    野田 博文, 林 佑, 武井 大

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    2019年6月 - 2022年3月

    課題番号:19K21884

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    本研究では、1台の衛星で実現できる高空間分解能のX線干渉計を目指し、高精度でX線光子の入射位置を特定できる極低温センサーの開発を行っている。2個のセンサーの間のパルスの立ち上がりの時間差を用いて、X線光子の入射位置を特定できる新しい原理の素子を考案し、TiおよびAu薄膜でできた~100 um四方の超電導遷移端(TES)センサー2個を~1 mmの間隔をあけて配置し、その間に長さ~1 mm、幅~20 um、厚さ~1 umのAu吸収体を取り付ける形で、素子のデザインを行った。
    まず、数値シミュレーションでこのデザインの検証を行うため、素子の熱数学モデルを構築し、有限要素法を用いてX線光子が吸収体に入射した後の熱拡散を計算することで、入射位置によって2個のTESセンサーのパルスに異なる時間差が生じることを確認した。デザインの検証ができたため、次に、首都大学東京(現・東京都立大学)および宇宙科学研究所のクリーンルームにて、マイクロマシニング技術を用いてこの素子の製作を行った。現在、冷凍機を用いてセンサーを極低温まで冷却した上で、線源を用いてX線を照射する実験の準備を進めている。さらに、放射光施設にてX線マイクロカロリメータを用いる実験に参加し、ビーム環境下で極低温センサーを長時間冷却し、安定に駆動させることができるか検証を進めた。また、活動銀河核の構造に関連する研究会に参加し、巨大ブラックホールやその周辺の様々な構造のX線干渉計による空間分解に向けて、本研究で開発する素子に求められる光子の入射位置の特定精度の検討を進めた。

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  • TES型精密X線分光器を用いた「はやぶさ2」帰還試料の微小水和物探査に向けた研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援 

    林 佑

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    2019年8月 - 2021年3月

    課題番号:19K23473

    配分額:2860000円 ( 直接経費:2200000円 、 間接経費:660000円 )

    本研究は、地球外物質を用いて太陽系形成過程での有機物と水和物の進化の解明を目的とする。そのために、高分光性能を有する超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータ(TESカロリメータ)を地球外物質分析のためのエネルギー分散分光装置(EDS)として用いる。原始太陽系で生成され、惑星に取り込まれることなく星間空間に存在する地球外物質の微細構造中での有機物や水和物の存在量はEDSの定量精度で制限され、10~80%程度の系統誤差がつく。 この状況を打破すべく、申請者は定量分析の精度を一桁以上向上可能なTES-EDSシステムを開発を行なっている。TESカロリメータの有効面積は小さく、開口効率は僅か10%である。地球外物質 の精密定量分析を行うには、有効面積と開口効率の大幅な向上に向けたブレイクスルーが必須である。この実現に向け、本年度は9倍の有効面積と90%の開口効率を持つマッシュルーム型吸収体TESカロリメータの開発を行うべく、最初の段階としてTESカロリメータが無い状態で、マッシュルーム型吸収体の構造形成試験を試みた。従来マッシュルーム型吸収体製作には、蒸着法を用いていたが、蒸着時の熱負荷によりマッシュルーム下層のフォトレジストが変性し、除去するのが困難であった。その改善のため、製作プロセスで熱負荷が小さく済む電析法による変更を検討し、オランダの宇宙機関であるSRONで実際に電析法を用いてマッシュルーム型吸収体の構造形成試験を行い、フォトレジストの除去が可能であることを確認した。この結果を踏まえ次年度以降には、電析法をプロセスに組み込んだマッシュルーム型吸収体TESカロリメータの製作プロセスを確立し、評価を行なっていく。

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  • 精密分光による広域X線サーベイをめざした数万画素のTES型X線カメラの研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 

    林 佑

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    2017年4月 - 2019年3月

    課題番号:17J07948

    配分額:1900000円 ( 直接経費:1900000円 )

    本年度は昨年度までに進めた広域X線サーベイをめざした大型TES型X線カメラとカメラシステムの基礎となるTESカロリメータのマッシュルーム型吸収体開発を行った。このマッシュルーム型吸収体は従来の吸収体に対して、10倍以上の有効面積を持つ構造である。しかし、マッシュルーム型の制作ではマッシュルーム型吸収体の下層部のフォトレジストが熱変性によって除去できず問題となっていた。この問題の原因は、フォトレジストが吸収体の蒸着によるプロセスで熱負荷がかかりフォトレジストが変質してしまったためと考えられる。そこで、蒸着による吸収体の制作プロセスの見直しと熱耐性のあるフォトレジストの導入を行った。熱負荷を抑え数um程度の厚みを成膜する方法に電析法がある。電極となるseed層を蒸着で成膜する必要があるが、蒸着で3umの厚みを成膜するよりも蒸着時間を抑えることが可能である。seed層蒸着の際の熱負荷に耐えられるフォトレジストを導入し、目的のフォトレジストの厚みになるような条件出しや電極を成膜した際に断線しないよう角を滑らかにする条件出しを行った。条件出し後に実際にseed層のみ(電析を行わずに)でマッシュルーム型形成試験を行った結果、吸収体の下層のフォトレジストの除去が可能であることを確認した。また、昨年度までに構築した64素子TESカロリメータと64素子の読み出しシステムを用いて、TESカロリメータの応答関数の高精度化を行い、系統誤差を小さくした定量分析手法を構築し、実際の地球外物質に含まれるカンラン石とSiO2を用いて定量分析の実証を行った。さらに、昨年度まで低温増幅器の読み出し数が30素子以下であった原因となっている低温増幅器の搭載ユニットの歩留まりを改善した。

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