Development of compact and low noise photon detector

• Project/Area Number: 26600131
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: General applied physics
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: TAINO Tohru 埼玉大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (40359592)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 放射線 / 高性能フォトンセンサー / 高性能フォトンセンサ

Outline of Final Research Achievements

We have proposed and demonstrated a low noise photon detector using a superconducting tunnel junction (STJ) with an embedded coil for applying a magnetic field. The STJ fabricated on the coil, which was embedded in a Si substrate. The insulator between the STJ and the coil employed Al2O3 film as phonon reflection layer. Our proposed STJ showed good electrical characteristics at the temperature range from 4.2 K to 1.7 K.

Research Products

• [Journal Article] Fabrication of Superconducting Tunnel Junctions with Emebedded Coil for Applying Magnetic Field (2016)
  • Author(s): K. Yamaguchi, H. Nakagawa, M. Aoyagi, M. Naruse, H. Myoren, T. Taino
  • Journal Title: Physica C Volume: 530 Pages: 90-92
  • DOI: 10.1016/j.physc.2016.03.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication of TiN/AlN/TiN Tunnel Junction (2016)
  • Author(s): T. Nakayama, M. Naruse, H. Myoren, T. Taino
  • Journal Title: Physica C Volume: 530 Pages: 87-89
  • DOI: 10.1016/j.physc.2016.04.005
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Si-LBOハイブリッド基板を用いた中性子イメージング用STJ検出器開発 (2017)
  • Author(s): 田井野徹, 遠藤壮, 藤井剛, 浮辺雅宏, 高木秀樹, 大久保雅隆, 成瀬雅人, 明連広昭, 大谷知行
  • Organizer: 第64回応用物理学学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
• [Presentation] Development of Superconducting Tunnel Junction Pixel Detector By Utilizing Substrate Absorption (2016)
  • Author(s): T. Taino, M. Sone, S. Endo, N. Igarashi, M. Naruse, H. Myoren, C. Otani
  • Organizer: 3rd International Workshop on Superconducting Sensors and Detectors (IWSSD2016)
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所(茨城県、つくば市)
• [Presentation] Development of STJ for neutron detector on Si-LBO hybrid substrate by surface-activated room-temperature bonding (2016)
  • Author(s): S. Endo, G. Fujii, M. Ukibe, H. Takagi, M. Ohkubo, M. Naruse, H. Myhoren, C. Otani, and T. Taino
  • Organizer: 29th International Symposium on Superconductivity (ISS2016)
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム(東京都、千代田区)
• [Presentation] Fabrication method of superconducting TSV for STJ detector using 3D integration technique (2016)
  • Author(s): K. Morita, S. Hatakeyama, M. Naruse, H. Myoren, M. Aoyagi, and T. Taino
  • Organizer: 29th International Symposium on Superconductivity (ISS2016)
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム(東京都、千代田区)
• [Presentation] THz detection using subsrate absorption type STJ with positio resolution (2016)
  • Author(s): M. Sone, N. Igarashi, M. Naruse, H. Myoren, Y. Sasaki, C. Otani, and T. Taino
  • Organizer: 29th International Symposium on Superconductivity (ISS2016)
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム(東京都、千代田区)
• [Presentation] 表面活性化常温接合によるSi-LBOハイブリッド基板構造を有する中性子検出器用STJの作製 (2016)
  • Author(s): 遠藤壮, 藤井剛, 浮辺雅宏, 高木秀樹, 大久保雅隆, 成瀬雅人, 明連広昭, 大谷知行, 田井野徹
  • Organizer: 第77回応用物理学学術講演会
  • Place of Presentation: 新潟トキメッセ(新潟県、新潟市)
• [Presentation] 位置分解能を有する基板吸収型STJ検出器を用いたTHz波検出 (2016)
  • Author(s): 曽根雅彦, 成瀬雅人, 明連広昭, 佐々木芳彰, 大谷知行, 田井野徹
  • Organizer: 第77回応用物理学学術講演会
  • Place of Presentation: 新潟トキメッセ(新潟県、新潟市)
• [Presentation] 3次元実装構造を有するSTJのための超伝導TSV作製方法 (2016)
  • Author(s): 森田浩平, 畠山聡起, 成瀬雅人, 明連広昭, 青柳昌宏, 田井野徹
  • Organizer: 第77回応用物理学学術講演会
  • Place of Presentation: 新潟トキメッセ(新潟県、新潟市)
• [Presentation] 3次元実装構造を有するSTJのフリップチップ接続に関する研究 (2016)
  • Author(s): 畠山聡起, 森田浩平, 根本俊介, 菊地克弥, 仲川博, 青柳昌宏, 成瀬雅人, 明連広昭, 田井野徹
  • Organizer: 第77回応用物理学学術講演会
  • Place of Presentation: 新潟トキメッセ(新潟県、新潟市)
• [Presentation] 位置分解能を有する基板吸収型STJによるTHz波検出 (2016)
  • Author(s): 曽根雅彦, 五十嵐直樹, 成瀬雅人, 明連広昭, 佐々木芳彰, 大谷知行, 田井野徹
  • Organizer: 電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティー(埼玉県、さいたま市)
• [Presentation] 磁場印加用コイル埋め込み型STJの作製と評価 (2016)
  • Author(s): 酒井功樹, 山口兼司, 仲川博, 青柳昌宏, 成瀬雅人, 明連広昭, 田井野徹
  • Organizer: 電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティー(埼玉県、さいたま市)
• [Presentation] Fabrication of Superconducting Tunnel Junctions with Embedded Coil for Applying Magnetic Field (2015)
  • Author(s): K. Yamaguchi, H. Nakagawa, M. Aoyagi, M. Naruse, H. Myoren, T. Taino
  • Organizer: ISS2015
  • Place of Presentation: 日本（東京都、江戸川区、タワーホール船堀）
  • Year and Date: 2015-11-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 磁場印加用コイル埋め込み型STJの作製に関する研究 (2015)
  • Author(s): 山口兼司, 成瀬雅人, 明連広昭, 仲川博, 青柳昌宏, 田井野徹
  • Organizer: 第76回応用物理学学術講演会
  • Place of Presentation: 日本（愛知県、名古屋市、名古屋国際会議場）
  • Year and Date: 2015-09-14
• [Presentation] Fabrication of Superconducting Tunnel Junctions with Embedded Coil (2015)
  • Author(s): K. Yamaguchi, H. Nakagawa, M. Aoyagi, M. Naruse, H. Myoren, T. Taino
  • Organizer: ISEC2015
  • Place of Presentation: 日本（愛知県、名古屋市、名古屋大学）
  • Year and Date: 2015-07-09
  • Int'l Joint Research