| 研究課題/領域番号 |
17360150
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・電子機器
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| 研究機関 | 山形大学 (2007)
弘前大学 (2005-2006) |
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研究代表者 |
中島 健介 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70198084)
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| 研究分担者 |
大嶋 重利 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40124557)
澤谷 邦男 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60108470)
佐藤 弘康 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20302234)
CHEN Jian Nanjing University, Professor
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
16,240千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 540千円)
2007年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2005年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
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| キーワード | テラヘルツ / イメージング / 検出器 / ジョセフソン接合 / 高温超伝導体 / 分光 / 高温超伝導 / 粒界接合 / スロット・ダイポール / 固有ジョセフソン接合 |
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| 研究概要 |
YBa_2Cu_3O_7(YBCO)粒界型ジョセフソン接合と種々のアンテナを集積化してテラヘルツ検出デバイスを試作し,それらの信号検出特性を0.1THz〜4.2THzの範囲で評価した。接合に平面型対数周期型アンテナ(LPA)を集積した検出器の高周波結合損は約-26dBであり,LPAの給電点と接合抵抗のインピーダンス不整合損が支配的な要因であることを明らかにした。アンテナをLPAからコプレナー導波路結合型スロットダイポールアレイ(CPW-fed SDA)に変更した検出器では,スロットダイポールの1/2λ共振点において高周波結合損が約-20dBに改善された。またそのとき,検出器全体の感度として,約1,400(V/W)を達成した。SDAの放射特性をFDTD法による数値シミュレーションにより解析し,この感度向上にはLPDAに比べて低いアンテナ放射インピーダンスを持つCPW-Fed SDAを採用したことによるインピーダンス不整合損の低下が寄与していることを明らかにした。
残された不整合損はさらに改善する余地がある。それを実現するためにはアンテナの選択だけでなく接合抵抗を上昇させることも重要である。この点から多数の接合が直列に接続された固有ジョセフソン接合は,接合抵抗の大きな素子の候補として期待される。
LPAに代えて共振型アンテナを使った検出器では検出帯域が狭いと問題があるが,スロットダイポールを1λ共振動作させることで0.2THz共振でも50%近い大きな比帯域が得られることを数値シミュレーションにより見出している。
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