小型、超低ノイズ性を有するフォトン検出器の実現

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26600131
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 田井野 徹 埼玉大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (40359592)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 放射線 / 高性能フォトンセンサ

Outline of Annual Research Achievements

次世代のフォトン検出器として知られる超伝導トンネル接合（以下、STJ）は、その特徴である高分解能、広帯域、高速応答を利用して様々な先端分析装置への応用が期待されている。しかしながらその実用化には大きく、STJのフォトン検出動作時に必要な印加磁場用コイルのサイズ、フォトン検出器自身のノイズ、の2つの課題を克服する必要がある。そこで本研究ではこの2つの課題を解決する、磁場印加用コイル埋め込み型STJを提案している。
提案するSTJを実現するにあたり、今年度は、埋め込みコイル用加工穴作製条件の最適化として、様々な作製方法を試み、コイルを埋め込む基板の加工溝が滑らかになる条件を見いだした。次にその条件に基づいて加工溝を形成し、その溝に埋め込むコイルの作製方法として2種類の方法を試みた。2種類の方法で作製したコイルを用いて、液体ヘリウム温度における電気的特性の評価を行い、その結果から、溝に埋めこむコイルの作製方法を決定した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成26年度は、埋め込みコイル用加工穴の最適化、フォトリソグラフィ技術による埋め込みコイル作製、研磨機による埋め込みコイル作製、2種類の埋め込みコイルにおける電気的特性評価、ナノポジショナの極低温環境試験を行った。実施計画通り、ほぼ進展していることから、「おおむね順調に進展している」と選択した。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度に見いだした埋め込みコイル作製条件を用いて磁場印加用コイルを作製し、更にその埋め込みコイル直上にSTJを作製する。その後、コイルに通電することで、STJの電気的特性を評価する。この、コイルの作製、STJの作製、電気的特性の評価と考察、の一連の流れを繰り返し、作製の最適化を図っていく。また最終年度に向け、ナノポジショナの極低温動作試験を合わせて行っていく。

Causes of Carryover

平成26年度末に応用物理学会への参加を予定していたが、学会開催時期と後期入試業務とが重なったため、参加ができなくなってしまったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成26年度の研究実績として、コイルの平坦化には研磨機による平坦化が有利であることが分かった。研磨機を用いた平坦化過程において、研磨パッド、研磨スラリーなどの消耗品が必要なため、平成26年度の未使用額分を消耗品購入に充てる。