Improving the performance of superconducting accelerating cavities using surface modification technology based on atomic layer deposition

• Project/Area Number: 25K03398
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 不破 康裕 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究副主幹 (00817356)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 綾佳 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 助教 (10758569) ; 栗山 靖敏 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究職 (60423125) ; 田村 潤 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究副主幹 (90647017)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2026: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2025: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
• Keywords: 加速器 / 超伝導 / 原子層堆積法

Outline of Research at the Start

本研究では、荷電粒子の加速に使用する超伝導空洞の性能を向上させるために、原子層堆積法による新しい表面改質を研究開発する。現在一般的に使用されているニオブ製超伝導加速空洞において、空洞内表面にナノメートルオーダーで絶縁体層と超伝導体層を形成することで空洞内に発生可能な電場の向上が理論的に予測されている。本研究では原子層堆積法を用いて精密な薄膜形成手法を開発し空洞性能の向上を実証する。