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超伝導光子検出器の多画素化のための広帯域・広ダイナミックレンジ読出回路

研究課題

研究課題/領域番号 23360182
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 計測工学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

神代 暁  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究グループ長 (60356962)

研究分担者 平山 文紀  産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (10357866)
福田 大治  産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (90312991)
山森 弘毅  産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (00358293)
日高 睦夫  産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 上級主任研究員 (20500672)
佐藤 泰  産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (90357153)
山田 隆宏  産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (00377871)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2012年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2011年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード周波数多重回路 / SQUID / 超伝導マイクロ波共振器 / Transition Edge Sensor / 超伝導転移端検出器 / 超伝導デバイス / マイクロ波デバイス / センシングデバイス / 放射線検出器
研究概要

ミリ波からγ線までの電磁波に対し既存技術を凌駕する低雑音性を持つ超伝導転移端検出器に、多画素化による受光面積増大・イメージング機能付与と、システムの小型化・低消費電力化の両立を図るには、極低温-室温間の信号配線数と室温からの流入熱の低減を可能とする極低温下の信号多重読出回路が必要である。本研究では、他方式に比べ機能的に優位な反面、研究が緒についたばかりのマイクロ波帯周波数多重回路に関し、多重化数増大の鍵となる、共振周波数実現精度の向上と、独自電極材料による低雑音化に成功した。また、主要雑音源の寄与度を明らかにし、既存技術導入により、従来型に匹敵する低雑音性実現の見通しを得た。

報告書

(5件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] White noise of Nb-based microwave SQUID multiplexers with NbN coplanar resonators for readout of transition edge sensors2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kohjiro, F. Hirayama, H. Yamamori, S. Nagasawa, D. Fukuda, M. Hidaka
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: vol. 115 号: 22 ページ: 223902-223902

    • DOI

      10.1063/1.4882118

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] マイクロ波共振に基く超伝導転移端検出器の周波数多重読出回路2014

    • 著者名/発表者名
      神代暁, 平山文紀, 福田大治, 山森弘毅, 永沢秀一, 日高睦夫
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 49巻7号

    • NAID

      130004678195

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Microwave SQUID multiplexer for TES readout2013

    • 著者名/発表者名
      F. Hirayama, S. Kohjiro, D. Fukuda, H. Yamamori, S. Nagasawa, M. Hidaka
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond

      巻: vol. 23 号: 3 ページ: 2500405-2500405

    • DOI

      10.1109/tasc.2012.2237474

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] TES のマイクロ波帯周波数多重読出2014

    • 著者名/発表者名
      神代暁, 平山文紀, 山森弘毅, 永沢秀一, 福田大治, 日高睦夫
    • 学会等名
      白色雑音の改善, 電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟大
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 複数SQUID を用いた高速な線形化読み出し方式2014

    • 著者名/発表者名
      平山文紀, 神代暁, 福田大治, 山森弘毅, 佐藤泰, 山田隆宏, 永沢秀一, 日高睦夫
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大(神奈川)
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ波共振に基く周波数多重読出2014

    • 著者名/発表者名
      神代暁, 平山文紀, 福田大治, 山森弘毅, 永沢秀一, 日高睦夫
    • 学会等名
      未踏科学技術協会第83回ワークショップ
    • 発表場所
      全日通ビル(東京)
    • 年月日
      2014-03-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] NbN 薄膜共振器を用いたマイクロ波SQUID の検討2013

    • 著者名/発表者名
      平山文紀, 神代暁, 福田大治, 山森弘毅, 佐藤泰, 山田隆宏, 永沢秀一, 日高睦夫
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大(京都)
    • 年月日
      2013-09-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Basic Study on Microwave SQUID Multiplexers for TES Readout2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kohjiro, F. Hirayama, D. Fukuda, H. Yamamori, S. Nagasawa, M. Hidaka, Y. Sato, and T. Yamada
    • 学会等名
      15th International Workshop on Low Temperature Detectors
    • 発表場所
      カリフォルニア工科大(米国)
    • 年月日
      2013-06-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 低温検出器読み出し用マイクロ波SQUID の試作・評価2013

    • 著者名/発表者名
      平山文紀, 神代暁, 福田大治, 山森弘毅, 佐藤泰, 山田隆宏, 永沢秀一, 日高睦夫
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大(神奈川)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 極低温検出器アレイ読み出しのためのマイクロ波SQUID マルチプレクサ2012

    • 著者名/発表者名
      平山文紀, 神代暁, 福田大治, 山森弘毅, 佐藤泰, 山田隆宏, 永沢秀一, 日高睦夫
    • 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
      東京
    • 年月日
      2012-10-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Microwave SQUID Multiplexer for TES Readout2012

    • 著者名/発表者名
      F. Hirayama, S. Kohjiro, D. Fukuda, H. Yamamori, S. Nagasawa, M. Hidaka
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      米国オレゴン州ポートランド
    • 年月日
      2012-10-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ波多重読み出し回路用共振器の特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      平山文紀, 神代暁, 福田大治, 山森弘毅, 永沢秀一, 日高睦夫
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大(東京)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ波多重読み出し回路用共振器の特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      平山文紀, 他5名
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] TES多重読出回路用薄膜共振器の特性2012

    • 著者名/発表者名
      神代暁, 他5名
    • 学会等名
      High-Qマイクロ波超伝導共振器を用いた大規模量子検出アレイに関する研究会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2012-02-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Basic Study on Microwave SQUID Multiplexers for TES Readout

    • 著者名/発表者名
      S. Kohjiro, F. Hirayama, D. Fukuda, H. Yamamori, S. Nagasawa, M. Hidaka, T. Yamada, and Y. Sato
    • 学会等名
      15th International Workshop on Low Temperature Detectors
    • 発表場所
      California Institute of Technology (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NbN 薄膜共振器を用いたマイクロ波SQUID の検討

    • 著者名/発表者名
      平山文紀、神代 暁、福田大治、山森弘毅、佐藤 泰、山田隆宏、永沢秀一、日高睦夫
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波共振に基く周波数多重読出

    • 著者名/発表者名
      神代 暁、平山文紀、福田大治、山森弘毅、永沢秀一、日高睦夫
    • 学会等名
      未踏科学技術協会第83回ワークショップ
    • 発表場所
      全日通霞が関ビル(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複数SQUIDを用いた高速な線形化読み出し方式

    • 著者名/発表者名
      平山文紀、神代 暁、福田大治、山森弘毅、佐藤 泰、山田隆宏、永沢秀一、日高睦夫
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TESのマイクロ波帯周波数多重読出;白色雑音の改善

    • 著者名/発表者名
      神代 暁、平山文紀、山森弘毅、永沢秀一、福田大治、日高睦夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 極低温検出器アレイ読み出しのためのマイクロ波SQUIDマルチプレクサ

    • 著者名/発表者名
      平山文紀 他6名
    • 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
      東京 機械振興会館
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 低温検出器読み出し用マイクロ波SQUIDの試作・評価

    • 著者名/発表者名
      平山文紀 他6名
    • 学会等名
      第60回応用物理学春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 超電導マイクロカロリメータ検出器アレイのための周波数多重読出回路

    • URL

      http://www.aist.go.jp/aist_j/aistinfo/aist_today/vol12_12/vol12_12_p10.pdf

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 超伝導集積回路2014

    • 発明者名
      日高 睦夫, 山田 隆宏
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-219867
    • 出願年月日
      2014-10-29
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 超伝導電流計2012

    • 発明者名
      平山文紀, 神代暁, 福田大治, 山森弘毅
    • 権利者名
      出願段階につき未定
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-235758
    • 出願年月日
      2012-10-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 超伝導電流計2012

    • 発明者名
      平山文紀、神代暁、福田大治、山森弘毅
    • 権利者名
      平山文紀、神代暁、福田大治、山森弘毅
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2012-10-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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