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低雑音・高温動作を実現する高温超伝導カイネティックインダクタンス検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23560497
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関茨城大学

研究代表者

島影 尚  茨城大学, 工学部, 教授 (80359091)

研究分担者 齊藤 敦  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (70313567)
武田 正典  静岡大学, 創造科学技術大学院, 講師 (80470061)
連携研究者 川上 彰  情報通信研究機構, 未来ICT研究センター, 主任研究員 (90359092)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード高温超伝導 / KID / 超伝導デバイス / 超伝導 / 高温超伝導薄膜 / MOD法 / レーザーアブレーション法
研究概要

カイネティックインダクタンス検出器(KID)を高温超伝導体を用いて実現するための基礎的検討を行った。KID素子の作製を目標に、高周波で低損失性を持つサファイア基板上へ、Bi-2212の高温超伝導膜の成膜をPLD法とMOD法を用いて行った。Bi-2212薄膜成膜にはCeOバッファ層が有効であることがわかった。臨界温度は65Kを示し、その薄膜の臨界電流密度、高周波表面抵抗評価を行った。実際のKID素子作製に向けて、カイネティックインダクタンスのシミュレーション評価を行った。また、補助的検討としてNbNのパラメータを用いた最適なKID作製の検討を行い、実際にNbNのKID素子の光応答を確認した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (44件)

  • [雑誌論文] Annealing Conditions of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ><sub></sub>/CeO_2/ r-plane Sapphire by MOD Method2013

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki、H. Shimakage、A. Kawakami、A. Saito、and M. Takeda
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 45巻 ページ: 181-181

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NbN-Based Microwave Kinetic Inductance Detector with a Rewound Spiral Resonator for Broadband Terahertz Detection2013

    • 著者名/発表者名
      S. Ariyoshi、K. Nakajima、A. Saito、T. Taino、H. Tanoue、K. Koga、N. Furukawa、H. Yamada、S. Ohshima、C. Otani、J. Bae
    • 雑誌名

      Physics Express

      巻: 6巻

    • NAID

      10031181982

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of MOD Bi-2212 Thin Films on r-Cut Sapphire With CeO_2 Buffer Layer2013

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki、H. Shimakage、A. Kawakami、A. Saito、and M. Takeda
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond

      巻: 23巻

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Superconducting Nanowires Using MgB_2 Thin Films2013

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakage、Z. Wang
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond

      巻: 23巻

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave characteristics of microwave kinetic inductance detectors using rewound spiral resonators array2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi、A. Saito、T. Sawada、Y. Ogawa、K. Nakajima、H. Yamada、S. Ariyoshi、S. Ohshima
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 45巻 ページ: 213-213

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of MOD Bi-2212 Thin Films on r-Cut Sapphire With CeO2 Buffer Layer2013

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, H. Shimakage, A. Kawakami, A. Saito, M. Takeda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 23 号: 3 ページ: 7501404-4

    • DOI

      10.1109/tasc.2013.2248191

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Annealing Conditions of Bi2Sr2CaCu2O8+x/CeO2/r-plane Sapphire by MOD Method2013

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, H. Shimakage, A. Kawakami, A. Saito, M. Takeda
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 45 ページ: 181-184

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.04.082

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Superconducting Nanowires Using MgB2 Thin Films2013

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakage, and Z. Wang
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 23 号: 3 ページ: 2200104-2200104

    • DOI

      10.1109/tasc.2012.2231455

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高品質Bi-2212薄膜作製を目指したCeO_2バッファ層製膜条件の最適化2014

    • 著者名/発表者名
      岩本恵祐、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2014-03-19
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノスロットアンテナを用いた超伝導中赤外光検出器の検討2014

    • 著者名/発表者名
      堀川隼世、川上彰、兵頭政春、田中秀吉、武田正典、島影尚
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2014-03-18
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      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
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    • 著者名/発表者名
      日澤光紘、坪内恒祐、島影尚
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 年月日
      2013-11-24
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      2013 研究成果報告書
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    • 著者名/発表者名
      田村幸英、島影尚
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 年月日
      2013-11-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] MOD法によるBi-2212薄膜作製におけるバッファ層製膜条件2013

    • 著者名/発表者名
      岩本恵祐、鈴木渉太、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 年月日
      2013-11-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] テラヘルツ帯超伝導パラメトリック増幅器実現に向けての材料検討2013

    • 著者名/発表者名
      武田正典、小嶋崇文、齊藤敦、島影尚、廣本宣久
    • 学会等名
      第23回日本赤外線学会研究発表会
    • 発表場所
      防衛大学校
    • 年月日
      2013-11-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation of CeO_2-buffer-layer's deposition conditions for Bi-2212 thin films fabricated by MOD method2013

    • 著者名/発表者名
      K. Iwamoto、S. Suzuki、H. Shimakage、A. Kawakami、A. Saito、M. Takeda
    • 学会等名
      International Superconductivity Symposium
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2013-11-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Lyapunov exponent analyses of chaotic oscillations in Josephson junctions2013

    • 著者名/発表者名
      M. Tamura、H. Shimakage
    • 学会等名
      International Superconductivity Symposium
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2013-11-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 超伝導中赤外光検出器用スロットアンテナの評価2013

    • 著者名/発表者名
      堀川隼世、川上彰、兵頭政春、田中秀吉、武田正典、島影尚
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Bi-2212薄膜のCeO_2バッファ層成膜条件依存性2013

    • 著者名/発表者名
      岩本恵祐、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2013-09-18
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ジョセフソン接合のカオス発生領域のシミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      田村幸英、島影尚
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2013-09-18
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      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
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    • 著者名/発表者名
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    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2013-07-03
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 中赤外光検出器スロットアンテナの検討2013

    • 著者名/発表者名
      堀川隼世、川上彰、兵頭政春、田中秀吉、島影尚
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-29
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 有機金属分解法を用いたBi-2212薄膜の超伝導特性2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-28
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 有機金属分解法を用いた Bi-2212 薄膜の超伝導特性2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太,島影尚,川上彰,齊藤敦,武田正典
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、神奈川県
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 中赤外光検出器用スロットアンテナの検討2013

    • 著者名/発表者名
      堀川隼世,川上彰,兵頭政春,田中秀吉,島影尚
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、神奈川県
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      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Annealing conditions of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+x>/CeO_2/ r-plane sapphire by MOD method2012

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki、H. Shimakage、A. Kawakami、A. Saito、M. Takeda
    • 学会等名
      International Superconductivity Symposium
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2012-12-05
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] MOD法により作製したBi-2212薄膜の超伝導特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第20回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 年月日
      2012-11-24
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温超伝導体単結晶に内在する固有ジョセフソン接合作製2012

    • 著者名/発表者名
      坪内恒祐、島影尚
    • 学会等名
      第20回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 年月日
      2012-11-24
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] RSJモデルによるジョセフソン接合のカオス発生シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      田村幸英、島影尚
    • 学会等名
      第20回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 年月日
      2012-11-24
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Characteristics of Bi-2212 thin films on r-cut sapphire with CeO_2 buffer layer by a MOD method2012

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki、H. Shimakage、A. Kawakami、A. Saito、M. Takeda
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      ポートランド(アメリカ)
    • 年月日
      2012-10-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication of superconducting nanowires using MgB_2 thin films2012

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakage、Z. Wang
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      ポートランド(アメリカ)
    • 年月日
      2012-10-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Characteristics of Bi-2212 thin films on r-cut sapphire with CeO2 buffer layer by a MOD method2012

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, H. Shimakage, A. Kawakami, A. Saito, M. Takeda
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2012
    • 発表場所
      PORTLAND, OREGON, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of superconducting nanowires using MgB2 thin films2012

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakage, Z. Wang
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2012
    • 発表場所
      PORTLAND, OREGON, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Annealing conditions of Bi2Sr2CaCu2O8/CeO2/r-plane sapphire by MOD method2012

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, H. Shimakage, A. Kawakami, A. Saito, M. Takeda
    • 学会等名
      25th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] MOD法によるBi2Sr2CaCu2O8/CeO2/r-plane sapphire薄膜の作製と評価2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] MOD法によるサファイア基板上へのBi-2212薄膜作製2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of Bi-2212 thin-films on c-plane sapphire substrates using the MOD method2011

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, H. Shimakage, A. Kawakami, A. Saito, M. Takeda
    • 学会等名
      6th East Asia Symposium on Superconductor Electronics
    • 発表場所
      山形大学米沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] MOD法によるBi-2212/sapphire(001)薄膜作製と特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第19回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市日立シビックセンター
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-flux法による高品質Bi-2212単結晶の作製2011

    • 著者名/発表者名
      坪内恒祐、島影尚、川上彰
    • 学会等名
      第19回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市日立シビックセンター
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of MgB2 hot electron type detectors2011

    • 著者名/発表者名
      H. Shimakage, Z. Wang
    • 学会等名
      The 6th East Asia Symposium on Superconductor Electronics
    • 発表場所
      山形大学米沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 高品質Bi-2212薄膜作製を目指したCeO2バッファ層製膜条件の最適化

    • 著者名/発表者名
      岩本恵祐、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温超伝導体固有ジョセフソン接合の特性評価

    • 著者名/発表者名
      日澤光紘,坪内恒祐、島影尚
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リアプノフ指数によるジョセフソン接合のカオス解析

    • 著者名/発表者名
      田村幸英,島影尚
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] MOD法によるBi-2212薄膜作製におけるバッファ層製膜条件

    • 著者名/発表者名
      岩本恵祐、鈴木渉太,島影尚,川上彰,齊藤敦,武田正典
    • 学会等名
      第21回電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市
    • 関連する報告書
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    • 著者名/発表者名
      K. Iwamoto, S. Suzuki, H. Shimakage, A. Kawakami, A. Saito, M. Takeda
    • 学会等名
      International Superconductivity Symposium
    • 発表場所
      東京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Lyapunov exponent analyses of chaotic oscillations in Josephson junctions

    • 著者名/発表者名
      M. Tamura, H. Shimakage
    • 学会等名
      International Superconductivity Symposium
    • 発表場所
      東京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ帯超伝導パラメトリック増幅器実現に向けての材料検討

    • 著者名/発表者名
      武田正典、小嶋崇文、齊藤敦、島影尚、廣本宣久
    • 学会等名
      第23回日本赤外線学会研究発表会
    • 発表場所
      防衛大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Bi-2212薄膜のCeO2バッファ層成膜条件依存性

    • 著者名/発表者名
      岩本恵祐、鈴木渉太、島影尚、川上彰、齊藤敦、武田正典
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Nano Slot Antenna for Mid-Infrared Detectors

    • 著者名/発表者名
      J. Horikawa, A. Kawakami, M. Hyodo, S. Tanaka, and H. Shimakage
    • 学会等名
      The 10th Conference on Lasers andElectro-Optics Pacific Rim,and The 18th OptoElectronics and Communications Conference/ Photonics in Switching 2013
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] face-to-face アニールを導入した MOD 法による Bi-2212 薄膜の作製

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太,島影尚,川上彰,齊藤敦,武田正典
    • 学会等名
      第37回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      松山大学文京キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] MOD法により作製したBi-2212薄膜の超伝導特性評価

    • 著者名/発表者名
      鈴木渉太,島影尚,川上彰,齊藤敦,武田正典
    • 学会等名
      電気学会茨城支所大会
    • 発表場所
      シビックホール、日立市
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温超伝導体単結晶に内在する固有ジョセフソン接合作製

    • 著者名/発表者名
      坪内恒祐, 島影 尚
    • 学会等名
      電気学会茨城支所大会
    • 発表場所
      シビックホール、日立市
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] RSJモデルによるジョセフソン接合のカオス発生シミュレーション

    • 著者名/発表者名
      田村幸英, 島影尚
    • 学会等名
      電気学会茨城支所大会
    • 発表場所
      シビックホール、日立市
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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