2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of compact and low noise photon detector
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26600131
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| Research Institution | Saitama University |
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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)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放射線 / 高性能フォトンセンサ |
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| 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素子（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主として、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点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手法として、磁場印加用コイル埋め込みSTJを提案している。
昨年度、埋め込みコイルを用いたSTJの作製とその電気的特性の観測に成功した。今年度は、フォトン検出器自身のノイズ低減化を目指しその実現を目指した。通常のSTJでは、入射するフォトンがSTJ以外の部分、すなわち主に基板に照射された場合、基板で発生したフォノンが基板内を伝搬し、STJがそれを検出することで雑音となる。STJと基板との間にバッファ層を堆積することで、音響インピーダンスの違いからノイズ低減化が図れることが報告されており、申請者らもその効果は確認済みである。そこで、埋め込みコイルとSTJの間に層間絶縁膜として、フォノン抑制効果に優れるAl2O3を採用し、その作製を行った。加工溝へのコイル埋め込み後の層間絶縁膜の平坦化が重要であることは、前年度の結果より確認していることから、まずAl2O3を用いたコイル埋め込みとその平坦化を行った。その結果、平坦性は前年度に得られた結果とほぼ等しく、またコイル通電特性も良好であった。この結果を踏まえて、Al2O3を用いた埋め込みコイル上にSTJを作製し、その電気的特性の観測を行った。その結果、4.2K及び減圧特性は理論曲線に従い、良好な結果を得ることに成功した。
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