2021 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 – 2023-03-31
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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、Tcの低い窒化ニオブ（NbN）やタングステンシリサイド（WSi）を用いているため動作温度が3K以下と低い。本課題では、高Tc物質を用いることによって20Kで動作するSSPDの実現を目指している。
令和3年度は、上記目的達成のため、二ホウ化マグネシウム（MgB2）極薄膜の膜質（Tc）向上、およびナノ細線幅削減について検討した。MBE装置を用いて基板温度250℃で成長したMgB2極薄膜上に、窒化アルミニウム（AlN）保護膜をin-situで成長した後、600℃まで温度を上げてアニールすることにより、Tc=32K（30nm厚）の膜を得ることが可能となった。また、コロナウイルス感染症対策のため、従来、北海道大学ナノテクノロジー連携推進室で行っていた微細化の一部を北見工大で実施し、出張回数の削減を図った。北見では当初、フォトリソグラフィーとArエッチングによる微細化を進めたが、MgB2のエッチングレートが低いためウェットエッチングに変更した所、線幅10microまで良好な電流電圧特性を示す細線の作製に成功した。現在、北見で作製した10micro幅細線を用いて、北大ナノテクにおける電子線描画または阪大ナノテクにおけるHeイオン顕微鏡によりナノ微細加工を進めている。一方、試料評価に不可欠なHe冷凍機が年末に故障し、コンプレッサー本体の交換を予定している。
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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対策のため、北見工大でフォトリソグラフィーを実施して出張回数の削減を進めたため、手順が増加して全般的に遅れが生じている。また、He冷凍機故障による遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
He冷凍機のコンプレッサーを早急に交換し、作製した素子の評価を進める。また、電子線描画やHeイオン顕微鏡によるナノ微細化について、コロナ感染の状況に応じて代行も含めて早急に進める。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症およびHe冷凍機故障により、北海道ナノテクノロジー連携推進室への出張回数が減少したため。北大ナノテク装置使用料および出張旅費に使用する。
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