30K以上の温度域で動作する鉄系超伝導体ベース単一光子検出器の開発

• Project/Area Number: 23K26138
• Project/Area Number (Other): 23H01444 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 畑野 敬史 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00590069)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 生田 博志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30231129) ; 山下 太郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (60567254)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2025: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2024: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000); Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 超伝導 / 薄膜 / 光子検出 / 鉄系超伝導体 / 薄膜作製 / 微細加工

Outline of Research at the Start

超伝導現象を活用した単一光子検出器(SPD)は、検出効率/検出精度/検出速度など多くの点で既存の半導体SPDを凌駕するため、量子暗号通信などにおけるキーデバイスとして期待されている。しかし超伝導SPDは、超伝導転移温度以下でしか機能しない。加えて薄膜化、微細加工によって転移温度が劣化するため、現行検出器の動作温度は極低温にとどまり、その超性能を活用することが困難である。以上を受け、鉄系高温超伝導体NdFeAs(O,H)に注目する。本系は50 Kを超える転移温度を示すだけでなく、他の超伝導体と比べて高い微細加工耐性を有する。本系の高品位極薄膜の作製と極微細化を実現し高温動作超伝導SPDを目指す。