2010 Fiscal Year Annual Research Report
導波管型準平面ホットエレクトロンボロメータの研究開発
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20560343
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
川上 彰 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, 主任研究員 (90359092)
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| Keywords | HEB / NbN / エピタキシャル / テラヘルツ / 導波管 |
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| Research Abstract |
窒化ニオブホットエレクトロンボロメータ(NbN-HEB)はその優れた極低雑音特性から,同波長帯でのミキサ素子として期待されている.本研究は準平面型ナノブリッジ構造による中間周波数(IF)帯域の広帯化と、SiO_2厚膜基板による導波管型エピタキシャルNbN-HEB作製を目指している.
H20年度において,NbNエピタキシャルナノブリッジの作成プロセスを検討,ブリッジ幅,長さ各約450nm,約25nmのナノブリッジ構造を作製した.同ナノブリッジは転移温度約12K,臨界電流0.2～2.0mA,素子抵抗5～40Ωを示し,再現性良くナノブリッジが作成できることを示した.H21年度はTHz周波数帯における動作を想定し,ブリッジ部の対向電極の面積縮小及び層間絶縁MgO薄膜の増加による寄生容量の低減を試み、電極面積を約0.6×2μm^2まで微小化することに成功した.このナノブリッジ素子を2直列化した準光学準平面型HEBミキサを試作し,880GHzにおいてミキサ雑音評価を試みたが約9000K(DSB)に留まった.測定素子の特性不均一が原因と考えている.H22年度はIF特性評価と導波管型ミキサ作製の検討を行った.IF特性評価では評価システムを構築,20GHz帯にて約1.7GHzのカットオフ周波数を測定した.導波管型ミキサ作製に関しては,MgO基板上に導波管型ミキサ素子を作製し,その後,同素子上に基板とする20μmのSiO_2を成膜,最後にMgO基板を酸で除去する方法で,SiO_2基板上にエピタキシャルNbN導波管型ミキサの形成を試みた.SiO_2は_Ffスパッタリング装置を用いた.SiO_2基板のそりをレーザー顕微鏡により評価した結果,長さ1mmのスキャン領域に対し,基板の中央部の盛り上がりは約0.7μm,また基板厚は設定厚さ20.2μmに対し誤差+6%で作成できることを示した.
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