超伝導トンネル接合を用いたマイクロ波、ミリ波雑音源の開発

• 研究課題/領域番号: 18360177
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 野口 卓 国立天文台, 先端技術センター, 准教授 (90237826)
• 研究分担者: 小川 英夫 大阪府立大学, 理学研究科, 教授 (20022717) ; 浅山 信一郎 国立天文台, 先端技術センター, 助教授 (60390621)
• 連携研究者: 小川 英夫 大阪府立大学, 理学研究科, 教授 (20022717) ; 浅山 信一郎 国立天文台, 先端技術センター, 助教授 (60390621)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 14,120千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 1,320千円); 2008年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2007年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2006年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
• キーワード: 超伝導材料 / 素子 / マイクロ波 / ミリ波 / 電子デバイス / 機器 / 雑音源 / 超伝導材料・素子 / マイクロ波・ミリ波 / 電子デバイス・機器

研究概要

:超伝導トンネル接合におけるリーク電流の低減に関する理論的、実験的な研究を行い、リーク電流が著しく小さく、ギャップ電圧で急激な電流の立ち上がりを示す、ほぼ理想的な超伝導トンネル接合素子を再現良く製作できる技術を確立できた。こうして得られた超伝導トンネル接合素子を使用した雑音源回路モジュールを開発し、マイクロ波帯雑音源としての動作の実証に成功した。また、この雑音源を用いて、冷却低雑音アンプの雑音温度を測定し、半導体ダイオードを用いた雑音源との比較を行ったところ、超伝導トンネル接合素子からほぼ理論通りの雑音出力が得られることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Contribution of the Imaginary Part of the Superconducting Gap Energy on the SIS Tunneling Current (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, T. Suzuki, A. Endo and T. Tamura
  • 雑誌名: Physica C Special Volume (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New 100-GHz Band Front-End System with a Waveguide-Type Dual-Polarization Sideband-Separating SIS Receiver for the NRO 45-m Radio Telescope (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakajima, T. Sakai, S. Asayama, K. Kimura, M. Kawamura, Y. Yonekura, H. Ogawa, N. Kuno, T. Noguchi, M. Tsuboi and R. Kawabe
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Jpn. 60 ページ: 435-443
  • NAID: 10023952688
  • 査読あり
• [雑誌論文] A THz SIS Mixer with a NbTiN-Ground Plane and SIS Microtrilayers Directly Grown on a Quartz Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Endo, T. Noguchi, 他9名、2番目
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 19 (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] SIS接合のサブギャップ電流に及ぼすギャップブロードニングの効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野口 卓、 鈴木 仁研、遠藤 光、田村 友範
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術報告 SCE-108 ページ: 11-16
  • NAID: 110007122880
• [雑誌論文] Contribution of the Imaginary Part of the Superconducting Gap Energy on the SIS Tunneling Current (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, T. Suzuki, A. Endo, T. Tamura
  • 雑誌名: Physica C Special Volume (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A THz SIS Mixer with a NbTiN-Ground Plane and SIS Microtrilayers Directly Grown on a Quartz Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Endo, T. Noguchi, 他
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 19 (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] SIS接合のサブギャップ電流に及ぼすギャップブロードニングの効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野口卓, 鈴木仁研, 他
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術報告 108 ページ: 11-16
  • NAID: 110007122880
• [雑誌論文] A New 100-GHz Band Front-End System with a Waveguide-Type Dual-Polarization Sideband-Separating SIS Receiver for the NRO 45-m Radio Telescope (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakajima, M. Kawamura, T. Noguchi, 他
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Jpn. 60 ページ: 435-443
  • NAID: 10023952688
  • 査読あり
• [雑誌論文] New 60-cm Radio Survey Telescope with the Sideband-Separating SIS Receiver for the 200 GHz Band (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakajima, T. Noguchi, 他12名14 番目
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Japan 59 ページ: 1005-1016
  • NAID: 10023947437
  • 査読あり
• [雑誌論文] Balanced Mixers for ALMA Band-10 (2007)
  • 著者名/発表者名: S. V. Shitov, O. Koryukin, Y. Uzawa, T. Noguchi and A. V. Uvarov
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 ページ: 347-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Nb/Al-AlNx/Nb SIS Tunnel Junctions for Submillimeter-Wave Mixers (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Endo, T. Noguchi, T. Matsunaga and T.Tamura
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 ページ: 367-370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Development of SIS mixers for ALMA band 10 (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Shan, S. C. Shi, T. Matsunaga, M. Takizawa, A. Endo, T. Noguchi and Y. Uzawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 ページ: 363-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超伝導SIS素子による電波検出技術 (2007)
  • 著者名/発表者名: 野口 卓
  • 雑誌名: 応用物理 76(1) ページ: 39-43
  • NAID: 10018457820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Development of SIS mixers for ALMA band 10 (2007)
  • 著者名/発表者名: Shan, W., Shi, S., Matsu-naga, T., Takizawa, M, , Endo, A., Noguchi, T. and Uzawa, Y.
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 ページ: 363-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Nb/Al-AlNx/Nb SIS Tunnel Junctions for Submillimeter-Wave Mixers (2007)
  • 著者名/発表者名: Endo, A., Noguchi, T., Matsunaga, T., Tamura, T.
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 ページ: 367-370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Balanced Mixers for ALMA Band-10 (2007)
  • 著者名/発表者名: Shitov, S. V., Koryukin, O.V., Uzawa, Y., Noguchi, T., Uvarov, A. V., Bukovski, M.A. and Cohn, I. A.
  • 雑誌名: Trans. Appl. Supercond. 17 ページ: 347-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] New 60-cm Radio Survey Telescope with the Sideband-Separating SIS Receiver for the 200 GHz Band (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, T., Kaiden, M., Korogi, J., Kimura, K., Yonekura, Y., . Ogawa, H, Nishiura, S., Dobashi, K., Handa, T., Kohno, K., Morino, J., Asayama, S., Noguchi, T.
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Japan 59 ページ: 1005-1016
  • NAID: 10023947437
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nb/Al-AINx/Nb SIS接合におけるAINx膜の成長 (2007)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 光, 野口 卓, 田村 友範
  • 雑誌名: 第54回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集 No.1 ページ: 308-308
• [雑誌論文] Design and Development of SIS mixers for ALMA band 10 (2007)
  • 著者名/発表者名: W.Shan, S.Shi, T.Matsunaga, M.Takizawa, A.Endo, T.Noguchi, Y.Uzawa
  • 雑誌名: Trans.Appl.Supercond. 17(in press)
• [雑誌論文] Balanced Mixers for ALMA Band-10 (2007)
  • 著者名/発表者名: S.V.Shhitov, O.V.Koryukin, Y.Uzawa, T.Noguchi, A.Vuvarov, M.A.Bukcski, I.A.Cohn
  • 雑誌名: Trans.appl.supercond 17(in press)
• [雑誌論文] Development of Nb/Al-AIN x/Nb SIS Tunnel Junctions for Submillimeter-Wave Mixers (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Endo, T.Noguchi, T.Matsunaga, T.Tamura
  • 雑誌名: Trans.Appl.Supercond. 17(in press)
• [雑誌論文] Superconducting Mixers at Millimeter and Submillimeter Wavelengths for ALMA (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, T. Suzuki, A. Endo and T. Tamura
  • 雑誌名: Proc. 19th Int. Symp. Superconductivity ページ: 157-157
• [雑誌論文] Superconducting Mixers at Millimeteer and Submillimeter Wavelenghts for ALMA (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Noguchi, W.L.shan, S.Asayama
  • 雑誌名: Proc. 9th Int.Symp.Superconductivity ページ: 157-157
• [学会発表] SISトンネル電流への複素ギャップエネルギの効果(II) (2009)
  • 著者名/発表者名: 野口 卓、鈴木 仁研、遠藤 光、田村 友範
  • 学会等名: 春季応用物理学会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] SISトンネル電流への複素ギャップエネルギの効果(II) (2009)
  • 著者名/発表者名: 野口卓, 鈴木仁研, 他
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 超伝導トンネル接合を用いた参照信号源の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上裕文、野口 卓
  • 学会等名: 春季日本天文学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] 超伝導トンネル接合を用いた参照信号源の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上裕文, 野口卓
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Noise source using SIS junction (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Inoue and T. Noguchi
  • 学会等名: 9th Workshop on Submillimeter-wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] Effect of complex superconducting gap energies on SIS tunneling current (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi
  • 学会等名: 9th Workshop on Submillimeter-wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] Noise source using SIS junction (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Inoue, T. Noguchi
  • 学会等名: 9th Workshop on Submillimeter-wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • 発表場所: ASIAA (台湾)
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] Effect of complex superconducting gap energies on SIS tunneling current (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi
  • 学会等名: 9th Workshop on Submillimeter-wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • 発表場所: ASIAA (台湾)
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] SISトンネル電流への複素ギャップエネルギの効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野口 卓、鈴木 仁研、遠藤 光、田村 友範
  • 学会等名: 秋季応用物理学会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] SISトンネル電流への複素ギャップエネルギの効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野口卓, 鈴木仁研, 他
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] マイクロ波励起型窒素原子源によるAlNトンネルバリアの作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 光,野口 卓, 他4名2番目
  • 学会等名: 秋季応用物理学会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] マイクロ波励起型窒素原子源によるAINトンネルバリアの作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 遠藤光, 野口卓, 他
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] Nb/Al-AlNx/Nb SIS接合におけるAlNx膜の成長 (2007)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 光, 野口 卓、田村 友範
  • 学会等名: 春季応用物理学会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2007-03-27
• [図書] 超電導の応用新技術(塚本修巳監修)第22章電磁波検出器 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野口卓
  • 出版者: シーェムシー出版
• [図書] 超電導の応用新技術(塚本修巳監修)第22章 電磁波検出器 (pp.261-271) (2008)
  • 著者名/発表者名: 野口 卓
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 超電導Web21 (pp.5-6) (2007)
  • 著者名/発表者名: 野口 卓
  • 出版者: 国際超電導産業技術研究センター刊
• [図書] 超電導Web21 (2007)
  • 著者名/発表者名: 野口 卓
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 国際超電導産業技術研究センター
• [産業財産権] 超伝導トンネル接合の品質評価方法、超伝導トンネル接合の品質評価装置、超伝導トンネル接合素子、及び、超伝導トンネル接合電磁波検出器 (2008)
  • 発明者名: 野口 卓、田村 友範、遠藤 光
  • 権利者名: 大学共同利用機関法人 自然科学研究機構
  • 産業財産権番号: 2008-187730
  • 出願年月日: 2008-07-18
• [産業財産権] 超伝導トンネル接合の品質評価方法, 超伝導トンネル接合の品質評価装置, 超伝導トンネル接合素子, 及び, 超伝導トンネル接合電磁波検出器 (2008)
  • 発明者名: 野口卓, 田村友範, 遠藤光
  • 権利者名: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構
  • 産業財産権番号: 2008-187730
  • 出願年月日: 2008-07-18
• [産業財産権] SIS素子、SISミクサ、超伝導集積回路用素子、及び、 SIS素子の製造方法 (2007)
  • 発明者名: 遠藤光, 野口卓, 田村 友範, マティアス クロッグ
  • 権利者名: 大学共同利用機関法人 自然科学研究機構
  • 産業財産権番号: 2007-026021
  • 出願年月日: 2007-10-03
• [産業財産権] SIS素子、SISミクサ、超伝導集積回路用素子、及び、SIS素子の製造方法 (2007)
  • 発明者名: 遠藤光, 野口卓, 田村友範, マティアス クロッグ
  • 権利者名: 遠藤光, 野口卓, 田村友範, マティアス クロッグ
  • 産業財産権番号: 2007-260211
  • 出願年月日: 2007-10-03