Development of CdTe pixel detectors combined with an aluminum Schottky diode sensor and photon-counting ASICs

アルミニウムショットキーダイオードセンサとフォトンカウンティングASICsを組み合わせたCdTeピクセル検出器の開発

豊川 秀訓*; 佐治 超爾*; 川瀬 守弘*; Wu, S.*; 古川 行人*; 梶原 堅太郎*; 佐藤 真直*; 広野 等子*; 城 鮎美*; 菖蒲 敬久  ; 末永 敦士*; 池田 博一*

Toyokawa, Hidenori*; Saji, Choji*; Kawase, Morihiro*; Wu, S.*; Hurukawa, Yukihito*; Kajiwara, Kentaro*; Sato, Masugu*; Hirono, Toko*; Shiro, Ayumi*; Shobu, Takahisa; Suenega, Atsushi*; Ikeda, Hirokazu*

アルミニウムショットキーダイオードセンサとフォトンカウンティングASICsを組み合わせたCdTeピクセル検出器の開発を行っている。このハイブリッドピクセル検出器は、200マイクロメートル200マイクロメートルのピクセルサイズで、19ミリメートル20ミリメートルまたは38.2ミリメートル40.2ミリメートルの面積で設計された。フォトンカウンティングASIC SP8-04F10Kは、プリアンプ,シェーパ, 3レベルのウィンドウタイプのディスクリミネータ、および各ピクセルが24ビットカウンタを備えている。そしてウィンドウコンパレータを用いてX線エネルギーを選択するフォトンカウンティングモードで精密に動作し、10095ピクセルのシングルチップ検出器が20Cで実現している。本研究では、本検出器の性能を評価するため、白色X線マイクロビーム実験のフィージビリティスタディを行った。珪素鋼試料に白色X線を照射し、照射位置を走査しながらラウエ回折を測定した。その結果、各位置で隣接する画像間の差を用いることで試料内の粒界の観察に成功した。

We have been developing CdTe pixel detectors combined with a Schottky diode sensor and photon-counting ASICs. The hybrid pixel detector was designed with a pixel size of 200 micro-meter by 200 micro-meter and an area of 19 mm by 20 mm or 38.2 mm by 40.2 mm. The photon-counting ASIC, SP8-04F10K, has a preamplifier, a shaper, 3-level window-type discriminators and a 24-bits counter in each pixel. The single-chip detector with 100 by 95 pixels successfully operated with a photon-counting mode selecting X-ray energy with the window comparator and stable operation was realized at 20C. We have performed a feasibility study for a white X-ray microbeam experiment. Laue diffraction patterns were measured during the scan of the irradiated position in a silicon steel sample. The grain boundaries were identified by using the differentials between adjacent images at each position.