| チームリーダー ： |
豊川 秀訓【高輝度光科学研究センター 制御・情報部門 主幹研究員】 |
| サブリーダー ： |
末永 敦士【豊和産業（株） 取締役】 |
| 中核機関 ： |
高輝度光科学研究センター |
| 参画機関 ： |
豊和産業（株）、宇宙航空研究開発機構
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- Ⅰ．開発の概要
- 白色Ｘ線回折は結晶方位を調整しなくても簡便に回折光を捉えられるという利点があるにもかかわらず、放射光実験への応用は限定されており、精密構造解析には通常単色Ｘ線が使われている。本開発では、強度のみならずエネルギーの空間分布を同時に測定できるエネルギー認識型画像検出器を開発することによりこの常識を覆し、白色Ｘ線マイクロビームによる精密構造解析法を開拓する。これにより、電子線や単色Ｘ線の利用技術では困難であった材料特性の不均一性を評価するための多結晶組織の3次元顕微観察技術の確立を目指す。
- Ⅱ．開発項目
- （１）大面積型エネルギー認識型画像検出器システムの性能評価
- 信号処理回路については、6閾値制御による3段窓型コンパレータを回路に実装することで3波長同時測定を達成した。1次試作機のピクセルサイズ200ミクロンの目標は、1ピクセル当たりの所要回路を計画通り200ミクロン×200ミクロンに収め、CdTeセンサーに接合することで達成、面積40 mm×40 mmについては、ボード4枚をマザーボードにバッタブル構造で搭載した全有感度面積が40 mm×40 mm相当の大面積型検出器を製作することで達成している。
- （２）白色マイクロビームを用いた3次元局所分布分析技術の確立
- 結晶粒分布の3次元観察については、1ポイント当たりの露光時間0.3～1 秒で観察可能となっているが、測定時間2時間/20×20ポイントの目標については、未検証であった。結晶粒内の局所ひずみ・応力分布測定については、露光時間2秒/ポイントの目標に対して、現状の処理システムを用いてのエネルギー測定に要する1ポイント当たりのトータルの露光時間は約15 秒であり、開発したチップオンシステムに露光時間の短縮を期待する。
- Ⅲ．評 価
- 本課題は、CdTeセンサーを用いたエネルギー認識型Ｘ線画像検出器により、複雑な光学系が不要で多結晶組織の局所分布分析を可能とする要素技術開発である。当初計画した白色Ｘ線を用いた結晶粒の画像化や大面積CdTe検出器の開発等はほぼ目標を達成している。しかしながら、目標とした3次元計測に関しては未検証でありデータが得られなかったのは残念である。
今後、CdTe検出器として先行する他社のものを超えてどこまで市場を獲得できるかさらなる革新が期待される。さらに、世界の放射光施設へ普及するためには、より戦略的な知財形成も重要であろう。
本開発は、開発目標の一部が未達成であり、本事業の趣旨に相応しい成果は得られなかったと評価する［Ｂ］。
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