2018 Fiscal Year Annual Research Report
Developing superconducting tunnel junction kinetic energy detectors for a precise evaluation of the molecular evolution in the Galaxy
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15H03599
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
浮辺 雅宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (00344226)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹 公和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)
冨田 成夫 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (30375406)
志岐 成友 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50342796)
藤井 剛 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30709598)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ALD / NbN-STJ / DR反応 / 中性粒子 / 運動エネルギー測定 / Nb/Al STJ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H29年度にALDにより作製したNbN/AlN/NbN：100/1.7/100 nm 多層膜からなるSTJ素子の0.3Kでの電流電圧特性やX線検出特性などの評価を行った。X線検出特性では、小型X線源からのAl 特性X線を用いた。ゼロ磁場下での直流ジョセフソン電流及びバイアス条件下でのX線信号を得る事ができず、NbN系STJ素子の検出器としての動作を確認できなかった。そこで、イオンの運動エネルギー評価には既存のプロセスで作製したNb/Al STJ検出器を使用することとした。
また、イオン照射時にSTJ検出器から出力される信号の処理のため、筑波大学にあるスパッタ重イオン源(http://web2.tac.tsukuba.ac.jp/uttac/node/41)のビームラインに整備した、信号処理システムのノイズ除去に成功、Nb/Al STJ検出器のイオン検出特性評価を可能とした。
同ビームラインで炭素イオン (C-)に対するNb/Al STJ検出器の検出特性評価を行った。その結果、炭素イオンの全エネルギーに相当するピークの位置（ch数）は、加速電圧が20kV を超えるとほぼ一定となり、イオンエネルギーに対する信号出力の線形性が劣化すること、更に同ピーク形状もイオンエネルギーが大きくなるにつれガウス形状からのずれが大きくなることが分かった。また、エネルギー分解能として、1.1 keV@20 keVという本研究で目的としていた1 keV@ 20eVとほぼ同等の良好な性能を得る事に成功した。動作温度2KのNbN系STJイオン検出器の開発は完遂しなかったものの、本研究により炭化水素分子(C6)からのCの解離を弁別可能なSTJイオン検出器が実現し、将来本STJイオン検出器を静電型イオン蓄積リングと組みあわせることでDR過程の詳細解析が可能になることが判明した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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