• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

超伝導検出器と単一磁束量子回路を用いた生体高分子用高分解能質量分析システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J00206
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関横浜国立大学

研究代表者

佐野 京佑  横浜国立大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード超伝導論理回路 / 超伝導検出器 / 飛行時間型質量分析 / 超伝導集積回路用低電流化技術 / 単一磁束量子回路を用いた検出器信号の読み出し実証 / 超伝導質量分析システムの電気ノイズ耐性強化 / 超伝導集積回路の低電流化
研究実績の概要

本研究では、超伝導高感度粒子検出器と超伝導高精度時間測定回路を組み合わせた高精度質量分析システムの構築を目的としている。
前年度に引き続き、両超伝導回路を用いた分析システムの構築と評価に取り組んだ。
本実験では分析対象の分子が一度の測定に連続的に検出されるが、時間測定回路のバッファ容量の不足により検出データの読み飛ばしが確認された。
超伝導論理回路の動作には一定の直流電流の供給が必要であり、この供給量は回路規模に比例する。供給電流量の増大は、超伝導回路を実装した冷凍機内の配線内における消費電力を増大させ、超伝導回路の冷却は困難となる。このため、単純にバッファ容量を増大させることはできない。また、バッファ容量の問題に留まらず、今後の大規模超伝導論理回路の冷凍機内動作のためには低電流化技術の研究は必要不可欠である。
そのため、前年度より直列バイアス技術と呼ばれる低電流化技術の研究を進めている。本技術の適用により、超伝導高精度時間測定回路のバッファ容量を四倍に増大させつつ、未適用時と比較して約7割の低電流化に成功した。本成果については、応用超伝導に関する国際会議であるApplied Superconductivity Conference (ASC) 2016にて口頭発表し、その内容をまとめた論文はIEEE Trans. Appl. Supercond., vol.27にて掲載予定である。また、本論文の前刷りは、Superconductivity News Forum (SNF) におけるコンテストにて入賞した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Reduction of the supply current of single-flux-quantum time-to-digital converters by current recycling techniques2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, T. Shimoda, Y. Abe, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, N. Zen, and M. Ohkubo
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond.

      巻: 27 ページ: 1300305-1300305

    • DOI

      10.1109/tasc.2016.2646916

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Demonstration of single-flux-quantum readout circuits for time-of-flight mass spectrometry systems using superconducting strip ion detectors2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, Y. Takahashi, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, N. Zen, M. Ohkubo
    • 雑誌名

      Supercond. Sci. Technol.

      巻: vol.28 号: 7 ページ: 074003-074003

    • DOI

      10.1088/0953-2048/28/7/074003

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 直列バイアスSFQ回路用非接触信号伝送回路の動作余裕度の評価2017

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑, 阿部裕, 山梨裕希, 吉川信行
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Recent progress in superconducting time-of-flight mass spectrometry systems2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, Y. Abe, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, N. Zen, and M. Ohkubo
    • 学会等名
      International Workshop on Superconducting Sensors and Detectors (IWSSD) 2016
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カレントリサイクル技術を用いた単一磁束量子時間測定回路用バッファの大容量化2016

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,阿部裕,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of the supply current of single-flux-quantum time-to-digital converters by current recycling techniques for the operation in cryo-cooler2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, T. Shimoda, Y. Abe, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference (ASC) 2016
    • 発表場所
      Denver
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of the supply current of single-flux-quantum time-to-digital converters by current recycling techniques for the operation in cryo-cooler2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, T. Shimoda, Y. Abe, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference (ASC) 2016
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体高分子用飛行時間型質量分析に向けた単一磁束量子時間測定回路のバッファの大容量化2016

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,阿部裕,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      埼玉大(大宮ソニックシティ)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カレントリサイクルを用いた単一磁束量子時間測定回路の動作実証2016

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,下田知毅,阿部裕,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      超伝導エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 年月日
      2016-04-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カレントリサイクル技術を用いた単一磁束量子時間測定回路の低電流化2016

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,下田知毅,阿部裕,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単一磁束量子リング・オシレータのジッタの評価2016

    • 著者名/発表者名
      下田知毅,佐野京佑,阿部裕,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カレントリサイクルを用いた単一磁束量子時間測定回路の動作実証2016

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,下田知毅,阿部裕,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] SFQ readout circuits for TOF MS systems: Present status and future directions2015

    • 著者名/発表者名
      N. Yoshikawa, K. Sano, Y. Yamanashi, M. Okubo, N. Zen
    • 学会等名
      Workshop on Readout Electronics for Radiation and Particle Detectors
    • 発表場所
      Erfurt, Germany
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超伝導回路を用いた飛行時間型質量分析システムの研究2015

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,下田知毅,山梨裕希,吉川信行,全伸幸,大久保雅隆
    • 学会等名
      平成27年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高分解能TDCに向けたDANDゲートの改良2015

    • 著者名/発表者名
      下田知毅,佐野京佑,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 飛行時間型超伝導質量分析システムの改善と評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,下田知毅,山梨裕希,吉川信行,全伸幸,大久保雅隆
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導ストリップ粒子検出器と超伝導デジタル信号処理回路の開発2015

    • 著者名/発表者名
      全伸幸,佐野京佑,志岐成友,藤井剛,浮辺雅宏,吉川信行,大久保雅隆
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration and Improvement of Superconducting Time-of-Flight Mass Spectrometry Systems Operated in a Cryo-Cooler2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, T. Shimoda, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, N. Zen, M. Ohkubo
    • 学会等名
      EUropean Conference on Applied Superconductivity (EUCAS) 2015
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconducting strip ion detector (SSIDs) with single flux quantum based time-to-digital converters (SFQ TDCs) for time-of-flight mass spectrometry (TOF MS)2015

    • 著者名/発表者名
      N.Zen, K. Sano, S. Shiki, G. Fujii, M. Ukibe, N. Yoshikawa, and M. Ohkubo
    • 学会等名
      16th International Workshop on Low Temperature Detectors
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2015-07-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demonstration of a Superconducting Time-of-Flight Mass Spectrometry System Operated in a Cryo-Cooler2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, Y. Muramatsu, T. Shimoda, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, N. Zen, M. Ohkubo
    • 学会等名
      International Superconductive Electronics Conference (ISEC) 2015
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-07-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カレントリサイクル用ドライバー/レシーバー回路の磁気結合部の評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐野京佑,山梨裕希,吉川信行
    • 学会等名
      第91回低温工学・超電導学会研究発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi