2019 Fiscal Year Annual Research Report
Precise Measurement of Themodynamic Temperature Based on Johnson Noise Thermometry Using Integrated Quantum Voltage Noise Source
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17K05113
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
浦野 千春 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (30356589)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 隆宏 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, 主任研究員 (00377871)
中野 享 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (20357643)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 温度標準 / 熱力学温度 / SI単位 / 超伝導 / ジョセフソン接合 / 量子電圧雑音源 / 熱雑音 / ナイキストの式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまで、集積型量子電圧雑音源を基準信号源として用いたジョンソン雑音温度計の開発を行ってきた。集積型量子電圧雑音源の出力雑音電圧のパワースペクトル密度は、電気素量e、プランク定数h、回路のクロック周波数、および８ビットの数値係数によって記述することができる。従来の集積型量子電圧雑音源では、８ビットの数値係数の値は回路設計によって固定されていた。量子電圧雑音源を基準信号源として用いたジョンソン雑音温度計においては、抵抗温度計からの雑音電圧と量子電圧雑音源のパワースペクトルのパワースペクトルを交互に測定し、その比から抵抗温度計の熱力学温度をナイキストの式から求めるが、この時、両者のパワースペクトル密度が近ければ近いほど、不確かさが小さくなる。これまでは、広い温度範囲で様々な熱力学温度定点の熱力学温度を測定するには、各熱力学温度に置いた抵抗器の熱雑音のパワースペクトルに対応した専用の量子電圧雑音源の素子を用いて雑音温度計測を行う必要があった。2019年度は、出力信号のパワースペクトル密度を可変にできるように集積型量子電圧雑音源素子の設計の一部を改良し、室温に置いた電子回路から集積型量子電圧雑音源素子上のレジスタの値を書き換えることにより、 広い温度範囲での熱力学温度測定の基準信号源として用いることができることを実験により確認した。その他、不要電気雑音による影響を除去するための、光エレクトロニクスを用いた量子電圧雑音信号の発生に関する研究を行った。これらの研究結果について、超伝導エレクトロニクスに関する国際会議にて報告を行った。
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Research Products
(3 results)
