| 研究課題/領域番号 |
19K14736
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
木内 健司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00791071)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
|
|---|
| キーワード | 宇宙観測 / 超伝導検出器 / MKIDs / 天文観測 / 低温技術 / 低温検出器 / 量子検出器 / ミリ波・サブミリ波 / フォトリソグラフィ / 検出器 / 超伝導 / 宇宙背景放射 / ミリ波・マイクロ波 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
現在、最も一般的な光検出器は半導体(シリコン等)で作製されていますが、超伝導体を用いる事で半導体を超える感度を持つ光検出器を作製することができます。宇宙・素粒子実験ではすでに超伝導検出器を用いた観測が行われています。
本研究では、超伝導検出器が持つ超高感度はそのままに、より多画素かつ有効面積の広い検出器を開発することを目的としています。
特にミリ波・マイクロ波の検出器をモデルケースとして、民間企業と協力し世界最大級の超伝導検出器を開発します。
|
| 研究成果の概要 |
将来の大型宇宙観測・天文観測実験では、数10万-100万の超伝導検出器による観測が予定されている。そのためには、大型基板にして基板100枚以上の検出器を生産する必要がある。この課題を解決するため、本研究では外部の半導体・MEMS素子作製工場に生産委託する形で超伝導力学的インダクタンス検出器（MKIDs）を開発した。
直径6インチ(150mm)基板および直径8インチ（200mm）基板を用いてMKIDsを作製・評価を行った。特に、8インチ基板は超伝導検出器に使われたシリコンウエハとしては最大規模である。これにより大型の検出器アレイの作製が可能になった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超伝導素子は宇宙・天文観測や素粒子実験のような物理実験のみならず、量子コンピュータや量子情報等幅ひろい用途があり近年開発が活発になっている。
これまで、大学や研究機関の専用装置で作製される事が多かった超伝導検出器を、一般の半導体素子を作製する工場で作製可能にしたことで将来の大型物理実験に対応する作製能力を確保した。
また、産業用途に向けて一般の半導体工場で超伝導素子が作製可能であることを示し、超伝導素子の作製が容易になった点において価値がある。
|
