超伝導ダイヤモンド薄膜による格子冷却型ホットエレクトロンボロメータ

• 研究課題/領域番号: 23656007
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 中島 健介 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70198084)
• 研究分担者: 高野 義彦 物質材料研究機構, 超伝導材料研究センター, グループリーダー (10354341)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 超伝導 / ダイヤモンド / ボロメータ / NbN / テラヘルツ

研究概要

極低温での大きな熱伝導性と優れたテラヘルツ波透過特性という特長を有するダイヤモンドを基板とするHEB 用超伝導NbN 超薄膜を初めて作製してその超伝導特性を示した。超伝導ダイヤモンド薄膜の超伝導特性のボロンドープ量依存性を明らかにして全ダイヤモンド積層型ジョセフソン接合を作製することに初めて成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Microwave characteristics of microwave kinetic inductance detectors using rewound spiral resonators array (2013)
  • 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: vol. 45 ページ: 213-216
  • 査読あり
• [雑誌論文] J.Bae NbN-Based Microwave Kinetic Inductance Detector with a Rewound Spiral Resonator for Broadband Terahertz Detection (2013)
  • 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
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: vol. 6 ページ: 641031-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical SNS weak-link Josephson junction fabricated from only boron-doped diamond (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Watanabe, R.Kanomata, S.Kurihara, A.Kawano, S.KItagoh, T.Yamaguchi, Y.Takano, H.Kawarada
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: vol.85 ページ: 184516-184516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoemission study of electronic structure evolution across the metal-insulator transition of heavily B-doped diamond (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, T.Arakane, K.Sugawara, T.Sato, T.Takahashi, T.Wakita, M.Hirai, Y.Muraoka Y.Takano, S.Ishii, S.Iriyama, H.Kawarada, T.Yokoya
  • 雑誌名: JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS 巻: vol.72,No.5 ページ: 582-584
  • 査読あり
• [学会発表] スパイラル共振器を用いたマイクロ波力学インダクタンス検出器アレイの設計と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林賢人,齊藤敦,小川裕平,村田光茂,田中希,澤田俊宏,中島健介,山田博信,有吉誠一郎,田井野徹,田之上寛之,大谷知行,大嶋重利
  • 学会等名: 超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館(東京都)
  • 年月日: 2013-04-19
• [学会発表] NbN 薄膜を用いたテラヘルツ帯・力学インダクタンス検出器の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有吉誠一郎,中島健介,齊藤敦,林賢人 田井野徹,田之上寛之,山田博信,大嶋重利,大谷知行,ジョンソクベイ
  • 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)
• [学会発表] 単一SDA 集積HTS ジョセフソン接合テラヘルツ波検出器の電力特性および周波数特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田博信,早坂隆顕,外谷弦太,中島健介,齊藤敦,大嶋重利
  • 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)
• [学会発表] スパイラル型マイクロ波インダクタンス検出器の設計とマイクロ波共振特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島健介,齊藤敦,田之上寛之,有吉誠一郎,田井野徹,山田博信,明連広昭,大谷知行,大嶋重利
  • 学会等名: 超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館(東京都)
  • 年月日: 2012-04-20
• [学会発表] テラヘルツ波帯MKID 用高品質薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日下康平,M. K. Sajja,山田博信,中島健介
  • 学会等名: 第67回応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
• [学会発表] Microwave characteristics of microwave kinetic inductance detectors using rewound spiral resonators array (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, A. Saito, T. Sawada, Y. Ogawa, K. Nakajima, H. Yamada, S. Ariyoshi, S. Ohshima
  • 学会等名: 25th International Symposium on Superconductivity
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
• [学会発表] Deposition of NbN thin films on diamond substrate for Hot Electron Bolometer (2012)
  • 著者名/発表者名: M. K. Sajja,K. Kusaka,H. Yamada,K.Nakajima
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 発表場所: Portland OR, USA
• [学会発表] J.Bae Design and Fabrication of a Microwave Kinetic Inductance Detector for an Imaging Fourier Transform Terahertz Spectrometer (2012)
  • 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
  • 学会等名: The 37th International Conference on Infrared, Milimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz)
  • 発表場所: Wollongong, Australia
• [学会発表] 異なる基板上の窒化ニオブを用いた力学インダクタンス検出器の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田之上寛之,有吉誠一郎,田井野徹,古賀健祐,古川昇,大谷知行,齊藤敦,中島健介,成瀬雅人,明連広昭
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大/松山大(愛媛県)
• [学会発表] (Bi,Pr)(Fe,Mn)O_3/SrTi O_3/B 添加ダイヤモンド積層構造の疲労特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎寛樹, 木下昂洋, 野村幸寛,川江健, 中嶋宇史, 徳田規夫, 高野義彦,岡村総一郎, 森本章治
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大/松山大(愛媛県)
• [学会発表] 窒化ニオブを用いた力学インダクタンス検出器の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田之上寛之,有吉誠一郎,田井野徹,古賀健祐,古川昇,齊藤敦,中島健介明連広昭,大谷知行
  • 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(東京都)
• [学会発表] スパイラルMKID の設計と室温モデルによる動作検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田博信,齊藤敦,須藤陽介,中島健介,有吉誠一郎,大嶋重利
  • 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(東京都)
• [学会発表] テラヘルツ帯2次元フーリエ分光用力学インダクタンス検出器の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有吉誠一郎,中島健介,齊藤敦,田井野徹,大嶋重利,大谷知行
  • 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(東京都)
• [学会発表] テラヘルツ波帯MKID用高品質薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日下康平
  • 学会等名: 第67回応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 仙台市
• [学会発表] Microwave characteristics of microwave kinetic inductance detectors using rewound spiral resonators array (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi
  • 学会等名: 25th International Symposium on Superconductivity
  • 発表場所: Edogawa-ku, Tokyo
• [学会発表] Single-slot-dipole coupled YBCO Josephson junctions for terahertz wave detectors (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada
  • 学会等名: 25th International Symposium on Superconductivity
  • 発表場所: Edogawa-ku, Tokyo
• [学会発表] Deposition of NbN thin films on diamond substrate for Hot Electron Bolometer (2012)
  • 著者名/発表者名: M. K. Sajja
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2012
  • 発表場所: Portland, OR, USA
• [学会発表] NbNを用いた力学インダクタンス検出器の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田之上 寛之，有吉 誠一郎，田井野 徹，古賀 健祐，古川 昇，齊藤 敦，中島 健介，明連 広昭，大谷 知行
  • 学会等名: 2012年 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [産業財産権] マイクロ波動力学インダクタンス検知型テラヘルツ波センサおよびテラヘルツ波検出システム (2012)
  • 発明者名: 中島健介,齊藤敦,大嶋重利,有吉誠一郎,大谷知行
  • 権利者名: 中島健介,齊藤敦,大嶋重利,有吉誠一郎,大谷知行
  • 産業財産権番号: 2012-011960
  • 出願年月日: 2012