JP2010048821A - 超伝導x線検出装置及びそれを用いた超伝導x線分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超伝導X線検出器の検出部とコリメータの貫通穴との位置を、該検出器と該コリメータの少なくとも外周の一部を位置の基準として製作し、基準とした外周の一部が一致するように該検出器と該コリメータを装着固定する、あるいはセンサーホルダに設けた溝の壁に基準とした外周の一部が接するように装着固定する構造としたものである。
【選択図】図1
Description
検出器と、該検出器へ目的とするX線のみを入射させるためのコリメータの実装に特徴を有する超伝導X線検出装置及びそれを用いた超伝導X線分析装置に関する。
X線検出器に比べ、高感度、かつ、高いエネルギー分解能を有する事から、現在、さまざまな用途に対応するためのシステム化研究が行われている。上記超伝導X線検出器は共に超伝導を応用した素子であるため、駆動するには低温に冷却する必要がある。より低温で駆動させた方が熱ノイズの影響が少なく高性能化が望めるため、通常100mK程度の極低温まで冷却されている。
)アレーを低温初段増幅器として用いて信号増幅を行う。
ば、非特許文献1参照)。主に先端部分は、真空を保持するスナウト外層102、輻射熱
シールドを行う2層程度の輻射熱シールド板70、検出器を装着する冷却ヘッド103、そして輻射熱シールド板70の内外層に施工するスーパーインシュレーション80で構成される。
示す。
TESなどの超伝導X線検出器10と低温初段増幅器20は、接続パッド40と共に無酸素銅やサファイアなどの熱伝導率の高い材料で製作されたセンサーホルダ30に接着される。
な状態となる。
一方、低温初段増幅器20の駆動信号および出力信号の配線も、超伝導X線検出器10の駆動信号配線と共にボンディング配線50により接続パッド40へ接続され、接続パッド40から常温の回路までは配線52で接続される。
また、センサーホルダに超伝導X線検出器およびコリメータの外周に寸法を合わせた溝を設けてもよく、この場合には溝の壁に超伝導X線検出器およびコリメータを合わせて順に装着固定する構造とした。
X線検出器10としてはTES(Transition Edge Sensor;超伝導遷移端温度計)を用い、低温初段増幅器20としては250個のSQUID(Superconducting QUantum Interference Device;超伝導量子干渉素子)を直列接続させたSQUIDアレーを用いた。超伝導X線検出器10と低温初段増幅器20および接続パッド40は、センサーホルダ30へワニスで接着される。
、コリメータ60の外周の三辺が超伝導X線検出器10の三辺と一致する形状に製作されている。さらにコリメータ60には、超伝導X線検出器10の三辺と一致させて設置した際に超伝導X線検出器の検出部に相当する位置に貫通穴が設けられている。
4辺にワニスを塗布して超伝導X線検出器10の外周と一致させて重ね合わせて接着を行
う。その後必要に応じて、ワニスが固まる前に貫通穴61を顕微鏡で観察しながら、貫通穴61と超伝導X線検出器10の検出部の位置を微調整して装着固定を行う。
ンオーダーの精度で作製し、超伝導X線検出器10およびコリメータ30の外周をセンサ
ー実装用の溝31に合わせて装着する構造とした。
出器10へのコリメータ60の装着方法は、センサーホルダ30へ超伝導X線検出器10および低温初段増幅器20を固定しボンディング配線50を接続した後に、コリメータ60の裏面外周の3辺にワニスを塗布し、コリメータ60のエッチングを行った外周の辺を超伝導X線検出器10のボンディングパッド側に配置させて超伝導X線検出器の外周と一致させて重ね合わせて接着を行う。
サンプル120付近にはサンプルを設置するサンプルステージ113の他、電子線を照射する電子銃や電子線の焦点を合わせる電子レンズ等から構成される鏡筒111、サンプル120から発生する電子を検出する二次電子検出器112などが設置される。
尚、本発明で用いたコリメータ60は、従来技術と同様にシリコンをエッチング加工により形成したチップを用いたが、シリコン以外の金属材料を加工したチップでも良い。
11 ボンディングパッド
12 位置合わせマーク
20 低温初段増幅器
30 センサーホルダ
31 センサー実装用の溝
40 接続パッド
50 ボンディング配線
51 ハンダ
52 配線
60 コリメータ
61 貫通穴
70 輻射熱シールド板
71 X線透過ウィンドウ
80 スーパーインシュレーション
100 冷凍機
101 スナウト
102 スナウト外層
103 冷却ヘッド
110 SEM試料室
111 鏡筒
112 二次電子検出器
113 サンプルステージ
120 サンプル
Claims (4)
- X線を検出する超伝導X線検出器と、
超伝導X線検出器の検出部と同じ面に接続するボンディング配線と、
ボンディング配線と接続する低温初段増幅器と、
超伝導X線検出器と低温初段増幅器を設置するセンサーホルダと、
超伝導X線検出器上に設置するコリメータとからなる超伝導X線検出装置において、
前記コリメータの外周は前記超伝導X線検出器の外周の少なくとも一部と一致し、
前記コリメータは前記ボンディング配線と前記超伝導X線検出器の検出部とを除いた前記超伝導X線検出器の上面を覆う超伝導X線検出装置。 - 前記コリメータの外周の少なくとも交差する二辺が前記超伝導X線検出器と一致する形状である事を特徴とする請求項1記載の超伝導X線検出装置。
- 前記センサーホルダに、前記超伝導X線検出器および前記コリメータ形状溝を設けた事を特徴とする請求項1記載の超伝導X線検出装置。
- 請求項1に記載の超伝導X線検出装置と、
前記センサーホルダを固定する冷却ヘッドと、
前記冷却ヘッドと冷却する冷凍機と、
試料に電子ビームを照射する電子顕微鏡の鏡筒を備え、
前記電子ビームを照射された前記試料から発生するX線を検出し分析する超伝導X線分析装置。
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