JP3170650B2 - 放射線検出素子 - Google Patents
放射線検出素子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導トンネル接合を用
いた放射線検出素子に関するものである。詳しく述べる
と、本発明は、超電導トンネル接合を用いた放射線、光
等の検出素子に関するものである。
いた放射線検出素子に関するものである。詳しく述べる
と、本発明は、超電導トンネル接合を用いた放射線、光
等の検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導トンネル接合を用いた放射線検出
素子では、従来の半導体検出素子以上の高感度とエネル
ギー高分解能が得られる可能性がある。また、いわゆる
光は放射線であるＸ線と同様に電磁波であり、超電導ト
ンネル接合を用いた光センサーは、遠赤外から紫外領域
までの広い波長域の光に対して高感度となり得る。
素子では、従来の半導体検出素子以上の高感度とエネル
ギー高分解能が得られる可能性がある。また、いわゆる
光は放射線であるＸ線と同様に電磁波であり、超電導ト
ンネル接合を用いた光センサーは、遠赤外から紫外領域
までの広い波長域の光に対して高感度となり得る。
【０００３】放射線や光の検出においては、多くの場
合、検出効率が高いことが必要とされる。１個の超電導
トンネル接合で放射線や光を直接検出する場合、あるい
は１個の接合で放射線や光で発生したフォノンを測定し
て間接的にそれらを検出する場合には、検出効率を高め
るために接合の面積を大きくすると、接合の静電容量が
接合面積に比例するために、信号電圧の大きさは接合面
積に反比例して小さくなってしまう。
合、検出効率が高いことが必要とされる。１個の超電導
トンネル接合で放射線や光を直接検出する場合、あるい
は１個の接合で放射線や光で発生したフォノンを測定し
て間接的にそれらを検出する場合には、検出効率を高め
るために接合の面積を大きくすると、接合の静電容量が
接合面積に比例するために、信号電圧の大きさは接合面
積に反比例して小さくなってしまう。
【０００４】接合面積の増大に伴なう静電容量の増加を
できるだけ抑制するために考案されたのが接合を直列に
接続して１つの素子とする直列接合検出器である。直列
接合検出器では、接合部総面積Ｓ、接合部の単位面積当
たりの静電容量Ｃ0 、信号増幅器の入力静電容量や検出
素子と増幅器間の信号ケーブルの静電容量などの検出素
子に並列につながった静電容量の和Ｃ´とに応じて、直
列に接続する接合の数ｎをｎ＝（ＳＣ0 ／Ｃ´）1/2 と
最適化することにより、Ｓの増加に伴なう信号電圧Ｖs
の減少が大きく抑制できること（Ｖs はＳ1/2 に反比
例）が示されている。（特開平３−２７４７７２号；倉
門 他、Review of Scientific Instruments、Vol.62、
１５６〜１６２頁、１９９１年）。
できるだけ抑制するために考案されたのが接合を直列に
接続して１つの素子とする直列接合検出器である。直列
接合検出器では、接合部総面積Ｓ、接合部の単位面積当
たりの静電容量Ｃ0 、信号増幅器の入力静電容量や検出
素子と増幅器間の信号ケーブルの静電容量などの検出素
子に並列につながった静電容量の和Ｃ´とに応じて、直
列に接続する接合の数ｎをｎ＝（ＳＣ0 ／Ｃ´）1/2 と
最適化することにより、Ｓの増加に伴なう信号電圧Ｖs
の減少が大きく抑制できること（Ｖs はＳ1/2 に反比
例）が示されている。（特開平３−２７４７７２号；倉
門 他、Review of Scientific Instruments、Vol.62、
１５６〜１６２頁、１９９１年）。
【０００５】しかしながら、従来の直列接合検出器では
接合を基板表面に一様に配置しているために、フォノン
を介して放射線を検出する場合、接合のフォノンに対す
る感度や接合の電流−電圧特性などといった接合特性の
一様性が悪いとエネルギー分解能が大幅に低下するとい
う問題があった。すなわち、放射線によって発生したフ
ォノンは多数の接合で一様に吸収されるのではなく、フ
ォノンが発生した場所から特定の方向にある比較的少数
の接合で優先的に吸収される（フォノンフォーカス効
果）。そのため、接合特性の一様性が悪いと、放射線の
エネルギーは一定でも、信号の大きさが放射線の入射位
置によって異なるためにエネルギー分解能が大幅に悪く
なるという欠点があった。
接合を基板表面に一様に配置しているために、フォノン
を介して放射線を検出する場合、接合のフォノンに対す
る感度や接合の電流−電圧特性などといった接合特性の
一様性が悪いとエネルギー分解能が大幅に低下するとい
う問題があった。すなわち、放射線によって発生したフ
ォノンは多数の接合で一様に吸収されるのではなく、フ
ォノンが発生した場所から特定の方向にある比較的少数
の接合で優先的に吸収される（フォノンフォーカス効
果）。そのため、接合特性の一様性が悪いと、放射線の
エネルギーは一定でも、信号の大きさが放射線の入射位
置によって異なるためにエネルギー分解能が大幅に悪く
なるという欠点があった。
【０００６】また、従来の直列接合検出器では、フォノ
ンを吸収するために接合を配置する領域が放射線の入射
する領域に比べ十分広くないと、直列接合で吸収される
フォノンの量がフォノンが発生した場所に依存するた
め、逆にいえば接合を配置した領域内で接合に吸収され
ずにその外に散逸してしまうフォノンの量がフォノン発
生位置で異なってしまうために、エネルギースペクトル
が低エネルギー側に広がってしまい、この場合にもエネ
ルギー分解能が悪くなてしまう（フォノン散逸効果）。
例えば４ｍｍ×４ｍｍの領域に直列接合を一様に配置し
た素子では、その中心にα粒子を照射した場合と中心か
ら１ｍｍ離れた場所に照射した場合とでは信号の大きさ
が約１５％も異なっていた。
ンを吸収するために接合を配置する領域が放射線の入射
する領域に比べ十分広くないと、直列接合で吸収される
フォノンの量がフォノンが発生した場所に依存するた
め、逆にいえば接合を配置した領域内で接合に吸収され
ずにその外に散逸してしまうフォノンの量がフォノン発
生位置で異なってしまうために、エネルギースペクトル
が低エネルギー側に広がってしまい、この場合にもエネ
ルギー分解能が悪くなてしまう（フォノン散逸効果）。
例えば４ｍｍ×４ｍｍの領域に直列接合を一様に配置し
た素子では、その中心にα粒子を照射した場合と中心か
ら１ｍｍ離れた場所に照射した場合とでは信号の大きさ
が約１５％も異なっていた。
【０００７】フォノンの散逸効果の低減にはＳの増大が
有効であると考えられる。しかしながら、従来の直列接
合検出器では、信号電圧は１個の接合の場合のように接
合面積Ｓに反比例しないものの、直列に接続する接合の
数ｎを最適化した場合でもＳの平方根に反比例する。ま
た接合と接合との間を単に広げて接合を配置する領域を
広くしようとすれば、フォノンはその発生した場所に応
じてさらに少数の接合で優先的に吸収されることにな
り、フォノン散逸効果は低減できるもののフォノンフォ
ーカス効果によってエネルギー分解能が劣化することに
なる。そのような訳で従来の直列接合検出器には接合を
配置する領域の面積を大きくして高分解能を達成するの
は容易ではないという欠点があった。
有効であると考えられる。しかしながら、従来の直列接
合検出器では、信号電圧は１個の接合の場合のように接
合面積Ｓに反比例しないものの、直列に接続する接合の
数ｎを最適化した場合でもＳの平方根に反比例する。ま
た接合と接合との間を単に広げて接合を配置する領域を
広くしようとすれば、フォノンはその発生した場所に応
じてさらに少数の接合で優先的に吸収されることにな
り、フォノン散逸効果は低減できるもののフォノンフォ
ーカス効果によってエネルギー分解能が劣化することに
なる。そのような訳で従来の直列接合検出器には接合を
配置する領域の面積を大きくして高分解能を達成するの
は容易ではないという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、前述
のごとき従来の問題、すなわち放射線や光によって基板
で発生したフォノンを、基板の表面に一様に配置した直
列に接続した超電導トンネル接合で検出することによっ
て、放射線のエネルギーや光の強度を測定する検出素子
では、信号の大きさがフォノンの発生位置に大きく依存
してしまうために測定の精度が低いという問題を解決し
た新規な放射線検出素子を提供することを課題とするも
のである。
のごとき従来の問題、すなわち放射線や光によって基板
で発生したフォノンを、基板の表面に一様に配置した直
列に接続した超電導トンネル接合で検出することによっ
て、放射線のエネルギーや光の強度を測定する検出素子
では、信号の大きさがフォノンの発生位置に大きく依存
してしまうために測定の精度が低いという問題を解決し
た新規な放射線検出素子を提供することを課題とするも
のである。
【０００９】
【課題を解決しようとするための手段】上記課題を解決
するために、本発明では、放射線エネルギーをフォノン
に変換するための基板１１と、その表面にフォノンのセ
ンサーとして４個以上の超電導トンネル接合を直列に接
続した直列接合１２を少なくとも１列配置して構成した
放射線検出素子において、基板の厚さの４倍を直径とす
る円より広い領域に超電導トンネル接合を配置しないフ
ォノンに対する不感領域１３を基板表面に設け、この不
感領域の周りに超電導トンネル接合を配置する。
するために、本発明では、放射線エネルギーをフォノン
に変換するための基板１１と、その表面にフォノンのセ
ンサーとして４個以上の超電導トンネル接合を直列に接
続した直列接合１２を少なくとも１列配置して構成した
放射線検出素子において、基板の厚さの４倍を直径とす
る円より広い領域に超電導トンネル接合を配置しないフ
ォノンに対する不感領域１３を基板表面に設け、この不
感領域の周りに超電導トンネル接合を配置する。
【００１０】こうすることにより、放射線などで発生し
たフォノンの大部分が基板表面で何度か散乱されてから
超電導トンネル接合に吸収されるようにできる。なお、
本発明におけるフォノン不感領域１３が基板１１の厚さ
の４倍を直径とする円より広いこととしたのは、もしそ
れより狭ければ、放射線によって生成されたフォノンの
うちのかなりの部分が基板の表面で散乱されることなく
接合に吸収されるようになると考えられるからである。
このフォノン不感領域１３のより望ましい大きさとして
は、基板１１の厚さの８倍を直径とする円より広いもの
である。
たフォノンの大部分が基板表面で何度か散乱されてから
超電導トンネル接合に吸収されるようにできる。なお、
本発明におけるフォノン不感領域１３が基板１１の厚さ
の４倍を直径とする円より広いこととしたのは、もしそ
れより狭ければ、放射線によって生成されたフォノンの
うちのかなりの部分が基板の表面で散乱されることなく
接合に吸収されるようになると考えられるからである。
このフォノン不感領域１３のより望ましい大きさとして
は、基板１１の厚さの８倍を直径とする円より広いもの
である。
【００１１】
【作用】以下に本発明の作用を図面を参照しつつ説明す
る。図１および図２は本発明の放射線検出素子の一例の
構造を模式的に示す平面図および断面図である。図１お
よび図２に示す放射線検出素子においては、基板１１の
一方の表面の中央部に超電導トンネル接合を配置しない
フォノンに対する不感領域１３が設けられ、この不感領
域１３の周りに超電導トンネル接合の直列接合１２が配
置されている。なお図１において、符号１４は直列接合
１２に接続された信号配線を示すものである。
る。図１および図２は本発明の放射線検出素子の一例の
構造を模式的に示す平面図および断面図である。図１お
よび図２に示す放射線検出素子においては、基板１１の
一方の表面の中央部に超電導トンネル接合を配置しない
フォノンに対する不感領域１３が設けられ、この不感領
域１３の周りに超電導トンネル接合の直列接合１２が配
置されている。なお図１において、符号１４は直列接合
１２に接続された信号配線を示すものである。
【００１２】図２に示すように、基板コリメーター１５
の孔を通って検出素子に入射した放射線１６は、基板内
で多数のフォノン１７を発生させる。発生したフォノン
は基板１１内を伝搬してその表面に達する。大部分のフ
ォノンはフォノン発生位置の近くの表面にまず達する
が、そこには超電導トンネル接合１２はないので吸収さ
れることはなく、基板内部のいろいろな方向に反射・散
乱される。散乱されたフォノンは再び基板表面に達する
まで基板内を伝搬し、そこにも超電導トンネル接合がな
ければ再びいろいろな方向に散乱されるし、超電導トン
ネル接合１２があれば高い確立で吸収される。このた
め、第１図に示したような本発明の放射線検出素子の場
合には、放射線によって生成されたフォノン１７の大部
分は超電導トンネル接合１２に達するまでに表面で何度
か散乱されるために特定の領域の比較的少数の接合に集
中的に吸収されることはなく、広く多数の接合によって
吸収されるために接合特性の非一様性はあまり問題とな
らない。また、フォノンの発生位置と超電導トンネル接
合とがもともと離れているために、信号の大きさのフォ
ノン発生位置への依存性が小さい。すなわち、本発明の
放射線検出素子ではフォノンフォーカス効果とフォノン
散逸効果とによるエネルギー分解能の低下を大幅に抑制
できる。
の孔を通って検出素子に入射した放射線１６は、基板内
で多数のフォノン１７を発生させる。発生したフォノン
は基板１１内を伝搬してその表面に達する。大部分のフ
ォノンはフォノン発生位置の近くの表面にまず達する
が、そこには超電導トンネル接合１２はないので吸収さ
れることはなく、基板内部のいろいろな方向に反射・散
乱される。散乱されたフォノンは再び基板表面に達する
まで基板内を伝搬し、そこにも超電導トンネル接合がな
ければ再びいろいろな方向に散乱されるし、超電導トン
ネル接合１２があれば高い確立で吸収される。このた
め、第１図に示したような本発明の放射線検出素子の場
合には、放射線によって生成されたフォノン１７の大部
分は超電導トンネル接合１２に達するまでに表面で何度
か散乱されるために特定の領域の比較的少数の接合に集
中的に吸収されることはなく、広く多数の接合によって
吸収されるために接合特性の非一様性はあまり問題とな
らない。また、フォノンの発生位置と超電導トンネル接
合とがもともと離れているために、信号の大きさのフォ
ノン発生位置への依存性が小さい。すなわち、本発明の
放射線検出素子ではフォノンフォーカス効果とフォノン
散逸効果とによるエネルギー分解能の低下を大幅に抑制
できる。
【００１３】また、本発明では、フォノンに対する不感
領域１３の周りを取りまくように、不感領域１３の面積
よりも小さい面積内に超電導トンネル接合の直列接合あ
るいは直並列接合を帯状に配置すれば、接合総面積は小
さく且つフォノン散逸効果によるエネルギー分解能の劣
化が小さい素子が実現できる。
領域１３の周りを取りまくように、不感領域１３の面積
よりも小さい面積内に超電導トンネル接合の直列接合あ
るいは直並列接合を帯状に配置すれば、接合総面積は小
さく且つフォノン散逸効果によるエネルギー分解能の劣
化が小さい素子が実現できる。
【００１４】
【実施例】本発明を実施例によりさらに具体的に説明す
る。 実施例１ 厚さが０．４ｍｍで面積が１５×１５ｍｍ2 のサファイ
ア基板表面の中心の９×９ｍｍ2 の領域をフォノン不感
領域とし、その周りの幅１ｍｍの領域に３００×３００
μｍ2 のＡｌ接合を直列に１５４個形成した。基板の裏
側から、コリメーターの穴を通して５．３ＭｅＶのα粒
子を照射した。コリメーターの穴はフォノン不感領域の
中心に相当する箇所に直径０．２ｍｍのものを１つと、
それから０．５ｍｍ離れた箇所に直径０．２ｍｍのもの
がもう１つである。信号の測定は、検出素子を約０．４
Ｋに冷却し、ＤＣジョセフソン電流を抑制するために接
合面に平行に数十ガウスの磁場をかけて行った。エネル
ギースペクトルの電気雑音による広がりは、信号増幅器
のテスト入力端子からパルサーの信号を入力して評価し
た。接合特性は直列接合の電流−電圧特性で評価した
が、ギャップ電圧としては１５ｍＶという小さい値しか
得られなかった。このことはこの素子の接合特性の一様
性がかなり悪い事を示している。それにもかかわらず、
α粒子に対するエネルギー分解能は１３５ｋｅＶであっ
た。そのうち電気雑音による広がりが１１６ｋｅＶであ
り、エネルギー分解能は単なるノイズで殆ど決定されて
いた。従来の直列接合検出素子では、電気雑音によるエ
ネルギースペクトルの広がりが３４ｋｅＶと小さいとき
にも、α粒子に対するエネルギー分解能が４００ｋｅＶ
程度と悪かった。また、α粒子による波高分布のピーク
は低エネルギー側に顕著な広がりは示しておらず、本発
明の直列接合素子ではフォノン散逸効果によるエネルギ
ー分解能の低下もほとんどないことがわかった。
る。 実施例１ 厚さが０．４ｍｍで面積が１５×１５ｍｍ2 のサファイ
ア基板表面の中心の９×９ｍｍ2 の領域をフォノン不感
領域とし、その周りの幅１ｍｍの領域に３００×３００
μｍ2 のＡｌ接合を直列に１５４個形成した。基板の裏
側から、コリメーターの穴を通して５．３ＭｅＶのα粒
子を照射した。コリメーターの穴はフォノン不感領域の
中心に相当する箇所に直径０．２ｍｍのものを１つと、
それから０．５ｍｍ離れた箇所に直径０．２ｍｍのもの
がもう１つである。信号の測定は、検出素子を約０．４
Ｋに冷却し、ＤＣジョセフソン電流を抑制するために接
合面に平行に数十ガウスの磁場をかけて行った。エネル
ギースペクトルの電気雑音による広がりは、信号増幅器
のテスト入力端子からパルサーの信号を入力して評価し
た。接合特性は直列接合の電流−電圧特性で評価した
が、ギャップ電圧としては１５ｍＶという小さい値しか
得られなかった。このことはこの素子の接合特性の一様
性がかなり悪い事を示している。それにもかかわらず、
α粒子に対するエネルギー分解能は１３５ｋｅＶであっ
た。そのうち電気雑音による広がりが１１６ｋｅＶであ
り、エネルギー分解能は単なるノイズで殆ど決定されて
いた。従来の直列接合検出素子では、電気雑音によるエ
ネルギースペクトルの広がりが３４ｋｅＶと小さいとき
にも、α粒子に対するエネルギー分解能が４００ｋｅＶ
程度と悪かった。また、α粒子による波高分布のピーク
は低エネルギー側に顕著な広がりは示しておらず、本発
明の直列接合素子ではフォノン散逸効果によるエネルギ
ー分解能の低下もほとんどないことがわかった。
【００１５】実施例２ 本発明の放射線検出素子ではフォノン散逸効果によるエ
ネルギー分解能の低下が小さいことを更に明確にするた
め、第２の実施例として、フォノン不感領域の中心に相
当する位置とそこから３ｍｍ離れた位置に直径が０．２
ｍｍの穴をそれぞれ１個づつあけたコリメーターを用い
て上記と同様の測定を行なった。用いた素子は、それぞ
れの接合の面積が１８０×１８０μｍ2 であること以外
は前記の実施例１での素子と構造も材料も同じものであ
る。この素子の場合には、電流−電圧特性でのギャップ
電圧として６０ｍＶという値が得られ、素子の接合特性
の一様性はかなり良いと考えられるものであった。この
素子でも５．３ＭｅＶのα粒子を測定したところ、電気
雑音によるエネルギースペクトルの広がりは９６ｋｅ
Ｖ、コリメーターの中心の穴に対応する信号のエネルギ
ー分解能は約１２０ｋｅＶ、２つの穴に対応する信号の
大きさの差は約１００ｋｅＶであった。すなわち、この
素子ではα粒子がフォノン不感領域の中心に入射した場
合とそこから３ｍｍ離れた場所に入射した場合で信号の
大きさがせいぜい２％しか違っていなかった。従来の直
列接合素子では中心からわずか１ｍｍ離れた場所に入射
したα粒子による信号は中心に入射したものによる信号
より約１５％も小さかったのと比較することにより、本
発明の効果が顕著であることが明らかである。
ネルギー分解能の低下が小さいことを更に明確にするた
め、第２の実施例として、フォノン不感領域の中心に相
当する位置とそこから３ｍｍ離れた位置に直径が０．２
ｍｍの穴をそれぞれ１個づつあけたコリメーターを用い
て上記と同様の測定を行なった。用いた素子は、それぞ
れの接合の面積が１８０×１８０μｍ2 であること以外
は前記の実施例１での素子と構造も材料も同じものであ
る。この素子の場合には、電流−電圧特性でのギャップ
電圧として６０ｍＶという値が得られ、素子の接合特性
の一様性はかなり良いと考えられるものであった。この
素子でも５．３ＭｅＶのα粒子を測定したところ、電気
雑音によるエネルギースペクトルの広がりは９６ｋｅ
Ｖ、コリメーターの中心の穴に対応する信号のエネルギ
ー分解能は約１２０ｋｅＶ、２つの穴に対応する信号の
大きさの差は約１００ｋｅＶであった。すなわち、この
素子ではα粒子がフォノン不感領域の中心に入射した場
合とそこから３ｍｍ離れた場所に入射した場合で信号の
大きさがせいぜい２％しか違っていなかった。従来の直
列接合素子では中心からわずか１ｍｍ離れた場所に入射
したα粒子による信号は中心に入射したものによる信号
より約１５％も小さかったのと比較することにより、本
発明の効果が顕著であることが明らかである。
【００１６】実施例３ 不感領域を小さくしたときにエネルギー分解能がどうな
るかを調べるため、第３の実施例として、厚さが０．４
ｍｍで面積が１５×１５ｍｍ2 のサファイア基板表面の
中心の２×２ｍｍ2 の領域をフォノン不感領域とし、そ
の周りの幅５ｍｍの領域に１８０×１８０μｍ2 のＡｌ
接合を１２０個直列にしたものを並列に４列、すなわち
合計４８０個配置した。コリメーターの直径０．４ｍｍ
の穴を通して基板裏側中心のみに５．３ＭｅＶのα粒子
を照射した。電気雑音によるエネルギースペクトルの広
がりは約１８０ｋｅＶ、α粒子に対するエネルギー分解
能は約２００ｋｅＶであった。すなわち、フォノン不感
領域は２×２ｍｍ2 と狭くとも、フォノンの発生位置と
接合までの距離が基板の厚さより十分大きければ本発明
の効果は大きいことが明らかとなった。
るかを調べるため、第３の実施例として、厚さが０．４
ｍｍで面積が１５×１５ｍｍ2 のサファイア基板表面の
中心の２×２ｍｍ2 の領域をフォノン不感領域とし、そ
の周りの幅５ｍｍの領域に１８０×１８０μｍ2 のＡｌ
接合を１２０個直列にしたものを並列に４列、すなわち
合計４８０個配置した。コリメーターの直径０．４ｍｍ
の穴を通して基板裏側中心のみに５．３ＭｅＶのα粒子
を照射した。電気雑音によるエネルギースペクトルの広
がりは約１８０ｋｅＶ、α粒子に対するエネルギー分解
能は約２００ｋｅＶであった。すなわち、フォノン不感
領域は２×２ｍｍ2 と狭くとも、フォノンの発生位置と
接合までの距離が基板の厚さより十分大きければ本発明
の効果は大きいことが明らかとなった。
【００１７】なお、これらの実施例では基板の裏側から
放射線を入射したが、直列接合を形成した表側から放射
線を入射しても良いことは当然である。また、基板の両
面に直列接合を形成しても良いことも当然である。
放射線を入射したが、直列接合を形成した表側から放射
線を入射しても良いことは当然である。また、基板の両
面に直列接合を形成しても良いことも当然である。
【００１８】放射線エネルギーをフォノンに変換するた
めに基板としては、発生したフォノンのエネルギーの減
衰が小さいものが好ましい。そのためには基板としては
超電導体あるいは半導体あるいは絶縁体の単結晶が適し
ていると考えられるが、その他の材料であってもフォノ
ンのエネルギーの減衰が小さいものであれば良い。
めに基板としては、発生したフォノンのエネルギーの減
衰が小さいものが好ましい。そのためには基板としては
超電導体あるいは半導体あるいは絶縁体の単結晶が適し
ていると考えられるが、その他の材料であってもフォノ
ンのエネルギーの減衰が小さいものであれば良い。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は直列接合検
出素子での接合特性の非一様性とフォノンフォーカス効
果によるエネルギー分解能の劣化とフォノン散逸効果に
よるエネルギー分解能の劣化とを同時に低減することを
可能とし、超電導トンネル接合の直列素子および直並列
素子のエネルギー分解能を大幅に向上させる効果があ
る。
出素子での接合特性の非一様性とフォノンフォーカス効
果によるエネルギー分解能の劣化とフォノン散逸効果に
よるエネルギー分解能の劣化とを同時に低減することを
可能とし、超電導トンネル接合の直列素子および直並列
素子のエネルギー分解能を大幅に向上させる効果があ
る。
【図１】は本発明の放射線検出素子の一例の構造を示す
平面図であり、
平面図であり、
【図２】は本発明の放射線検出素子の一例の構造を示す
断面図である。
断面図である。
１１…サファイア基板、１２…超電導トンネル接合の直
列接合、１３…フォノン不感領域、１４…信号配線、１
５…コリメーター、１６…α粒子、１７…放射線によっ
て発生したフォノン。
列接合、１３…フォノン不感領域、１４…信号配線、１
５…コリメーター、１６…α粒子、１７…放射線によっ
て発生したフォノン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 中塚 直樹 (56)参考文献 特開 平３−274772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−271487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15686（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01T 1/24 G01T 1/02
Claims (1)
- 【請求項１】「放射線のエネルギーをフォノンに変換す
るための基板と、その表面にフォノンのセンサーとして
４個以上の超電導トンネル接合を直列に接続した直列接
合を少なくとも１列配置して構成した放射線検出素子に
おいて、基板表面に超電導トンネル接合を配置しないフ
ォノンに対する不感領域を設け、前記不感領域の面積が
基板の厚さの４倍を直径とする円の面積と同じあるいは
それより広いことを特徴とする放射線検出器。」
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15098192A JP3170650B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15098192A JP3170650B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 放射線検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341050A JPH05341050A (ja) | 1993-12-24 |
| JP3170650B2 true JP3170650B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=15508681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15098192A Expired - Fee Related JP3170650B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 放射線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170650B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4631102B2 (ja) * | 2002-07-26 | 2011-02-16 | 雅彦 倉門 | 超伝導体放射線センサーシステム |
| JP4941788B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2012-05-30 | 雅彦 倉門 | 超伝導体放射線センサーシステム |
| JP5940835B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2016-06-29 | 日本信号株式会社 | 超伝導トンネル接合検出器 |
| JP5940834B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2016-06-29 | 日本信号株式会社 | 超伝導トンネル接合検出器 |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP15098192A patent/JP3170650B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05341050A (ja) | 1993-12-24 |
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