筑波大学などの共同開発研究チームは、世界で初めて1マイクロメートル(1000分の1ミリメートル)以下の超高精度位置測定が可能な放射線測定センサーを開発した。このセンサーは「SOI(Silicon-On-Insulator)」と呼ばれる半導体技術を使ったもので、従来のシリコン半導体センサーに比べ、1桁高い精度での位置測定を可能とした。

 加速器を使った素粒子実験では、“素粒子反応が起きた場所”の正確な観測が重要だ。従来の放射線検出器では数マイクロメートルであった位置測定精度の大幅な向上を目指し、次世代型検出器「SOIピクセルセンサー」の開発研究が2005年にスタート。今回、開発したセンサーを用いた放射線検出器の性能評価の結果が、国際会議で発表された。

 研究チームの開発した「SOIピクセルセンサー」は、SOI構造(絶縁膜の上に集積回路を形成した構造)のセンサーを格子状に並べ、素粒子が通過した位置を測定する装置。SOI基板の下のシリコン層の厚みをピクセル型放射線検出用に最適化するとともに、信号処理用集積回路と一体化することで、高い放射線検出効率を持った超微細ピクセルセンサーを実現した。

 将来の素粒子・原子核実験での活躍が期待されるこのセンサーは、高い放射線量下でも性能が劣化しないことを確認済み。高性能のエックス線イメージ検出器としても応用可能なことから、放射光を使った物質生命科学の実験装置、エックス線天文学などの基礎科学はもとより、医療・産業などへの幅広い応用が見込まれるという。

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大学ジャーナルオンライン編集部

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