| 研究課題/領域番号 |
18K18761
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
飯田 崇史 筑波大学, 数理物質系, 助教 (40722905)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 超伝導トンネル接合素子 / ハフニウム / ニュートリノ崩壊 / 暗黒物質 / ハフニウム超伝導体 / 超電導検出器 / ニュートリノ |
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的はハフニウム超伝導体(Hf)を用いて世界最高感度の超伝導トンネル接合素子(STJ)を開発し、宇宙・素粒子物理実験における実用化の第一歩を踏み出すことである。200ミクロン角のHf-STJを作成し、韓国・基礎科学研究院 (IBS)に設置された断熱消磁冷凍機を用いてHf-STJを30mKに冷やした実験を行った。X線源からの事象を世界で初めてHf-STJの信号として観測することに成功した。得られたデータに対して、信号の基準波形をフィットして入射粒子のエネルギーを決定する解析手法を確立した。その結果、Fe-55のX線(5.9 keV)ピークを用いて6.7%のエネルギー分解能を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超伝導検出器は最先端の一つであり、X線天文、暗黒物質探索等の基礎物理実験や、X線分析、質量分析、量子暗号などといった幅広い分野で応用されている。本研究では、超伝導体にハフニウム（Hf）を用いて、現行で最高感度のアルミニウム（Al）超伝導検出器より感度が高いHf-STJ検出器を世界で初めて開発し、その性能を評価することを目的としている。作成した200μm角のHf-STJを断熱消磁冷凍機で30mKまで冷却し、その性能を評価した。5.9KeVのX線を照射することにより、Hf-STJによる世界初のX線検出を実現し、エネルギー分解能6.7%@5.9keVを達成した。
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