テラヘルツ波天文学の開拓に向けた超伝導導波管回路を用いた高感度受信機の開発

• Project/Area Number: 24K21205
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 16:Astronomy and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 中島 拓 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (90570359)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000); Fiscal Year 2028: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2027: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2026: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2025: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: テラヘルツ波 / 導波管 / 超伝導 / ニオブ / ヘテロダイン受信機

Outline of Research at the Start

周波数1 THz以上の電磁波領域には、重要な原子・分子輝線が数多く存在し、これらは星間物質の化学反応や化学進化の解明に重要な情報を与える。しかし、電波と赤外線の遷移領域の取扱いは困難が多く、特に信号伝送に用いる導波管回路での損失が問題となっている。本研究では、導波管の伝送損失を大幅に低減可能な超伝導導波管を開発する。テラヘルツ帯ではギャップ周波数が1 THzを超える超伝導材料が必要であり、窒化ニオブ系材料が有力候補とされる。本研究において、材料の適切な成膜方法や伝送特性の正確な評価方法を確立し、この技術を利用した高感度受信機の実現を通じて、未踏の波長域であるテラヘルツ波天文学の開拓を目指す。