2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K04255
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柴田 浩行 北見工業大学, 工学部, 教授 (60393732)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 単一光子検出器 / 二ホウ化マグネシウム / SSPD / SNSPD / 銅酸化物超伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導ナノ細線を用いた単一光子検出器（SSPD, SNSPD）は、近年飛躍的な性能向上を果たしたが、動作温度が3K以下と低い。本研究課題では20Kで動作するSSPDの実現を目標としている。
令和2年度は、MBE装置を用いて作製した、2ホウ化マグネシウム（MgB2）極薄膜の膜質（Tc）向上、各種保護膜成長、ナノ線幅の削減、の3点について研究を進めた。MgB2極薄膜上にin-situで酸化アルミニウム（AlOx）保護膜成長後、ラピッドアニール処理による膜質向上を試みたが、再現性のあるTc向上は見られなかった。温度勾配が100℃/minと低いため、保護膜中の酸素がMgB2極薄膜内に拡散してMgが酸化された可能性がある。他の保護膜として、酸化マグネシウム（MgO）および二酸化ケイ素（SiO2）を電子ビーム蒸着によってin-situで成長したが、アニール処理によるTc向上は見られなかった。一方、イオンミリングダメージ防止には全ての保護膜が有効であり、MgOが最も有効であった。界面のMg酸化防止のため、酸化物の代わりに窒化アルミニウム（AlN）保護膜を、窒素ラジカル照射およびアルミニウムのK-Cell蒸着によってin-situで成長した。現在、アニール処理によるTc向上を検討中である。ナノ微細加工は、新型コロナウィルス感染症の影響で北海道大学ナノテクノロジー連携推進室および大阪大学微細加工プラットフォームへの出張が困難となったため部分的に代行によって進めたが、ナノ線幅の削減には至らなかった。補助事業期間を延長して研究を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス感染症拡大のため実験が約半年間不可能となったため、全般的に遅れが生じている。特にナノ細線幅の削減について、北海道大学ナノテクノロジー連携推進室および大阪大学微細加工プラットフォームへの出張が困難となったため最も遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究課題達成のため、補助事業期間を延長する。膜質向上および保護膜成長について、AlN保護膜を用いたラピッドアニールに限定して条件の最適化を進める。ナノ線幅削減は、北大ナノテクにおける電子線描画、および阪大におけるHeイオン顕微鏡を用いたナノ細線加工を同時に推進して比較検討を進める。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症拡大のため、ナノ微細加工のための北海道大学ナノテクノロジー連携推進室および大阪大学微細加工プラットフォームへの出張が困難となり、装置使用料および出張旅費が余ったため。補助事業期間を延長し、今年度の装置使用料および出張旅費に使用する。
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