１００Ｗ超級送信用超伝導フィルタの開発

• 研究課題/領域番号: 24560393
• 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: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 齊藤 敦 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (70313567)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 高温超伝導 / バルク / マイクロ波 / フィルタ / 耐電力特性 / 超伝導バルク / 送信用フィルタ / マイクロ波帯 / シミュレーション / 超伝導フィルタ / 耐電力 / 相互変調歪 / IP3

研究成果の概要

本研究では次世代移動体通信のための100W超級送信用超伝導フィルタを開発すること目的として超伝導バルク共振器フィルタの設計・作製・評価を行った。フィルタ構造としてディスク型共振器が高耐電力に有効であることを明らかにした。また，5段ディスク共振器フィルタを設計・試作し126 Wという世界最高の耐電力特性を得ることができた。今回までの研究成果から，申請者が提案する超伝導バルク共振器フィルタは低損失，高耐電力，急峻なスカート特性を併せ持つ次世代送信用超伝導フィルタとして有望であることを明らかにできた。さらに多段化による諸特性の傾向が一般的な薄膜型と異なる点が新たな物理的興味として見出された。

研究成果

• [雑誌論文] 100-W-class superconducting transmit bandpass filter using thick disk resonator (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saito, R. Tsurui, T. Kato, K. Nakajima, H. Teshima, and S. Ohshima
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 4 ページ: 043101-043101
  • DOI: 10.7567/apex.8.043101
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Power-Handling Capability of Superconducting Filters Using Disk- and Ring-Type Bulk Resonators (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, A. Saito, R. Tsurui, H. Teshima, and S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: Vol. 25 号: 3 ページ: 1501105-1501105
  • DOI: 10.1109/tasc.2014.2377251
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relationship between Loaded Quality Factor and Responsivity for NbN-Based MKIDs using Dual-Function Spiral Strip (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saito, K. Nakajima, K. Hayashi, Y. Ogawa, Y. Okuyama, D. Oka, S. Ariyoshi, H. Yamada, T. Taino, C. Otani, J. Bae, S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: 25 号: 3 ページ: 2401204-2401204
  • DOI: 10.1109/tasc.2014.2367459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Fabrication of Compact HTS Duplexers Using a CQ Structure With a High Q_{u} Resonator (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Kuroda, A. Saito, and S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: Vol. 25 号: 3 ページ: 1500304-1500304
  • DOI: 10.1109/tasc.2014.2364456
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improvement of power-handing capability of superconducting filters using 3D-matrix microstrip lines (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ohshima, S. Takahashi, M. Endo, and A. Saito
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 507 号: 4 ページ: 042027-042030
  • DOI: 10.1088/1742-6596/507/4/042027
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design and Fabrication of Microwave Kinetic Inductance Detectors using NbN Symmetric Spiral Resonator Array (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, A. Saito, Y. Ogawa, M. Murata, T. Sawada, K. Nakajima, H. Yamada, S. Ariyoshi, T. Taino, H. Tanoue, C. Otani, and S. Ohshima
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 507 号: 4 ページ: 42015-42018
  • DOI: 10.1088/1742-6596/507/4/042015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dependences of microwave surface resistance of HTS thin films on applied dc magnetic fields parallel and normal to the substrate (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, S. Sato, K. Ichikawa, M. Watanabe, T. Honma, Y. Tanaka, S. Oikawa, A. Saito, and S. Ohshima
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 507 号: 1 ページ: 012045-042048
  • DOI: 10.1088/1742-6596/507/1/012045
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] スタブ装荷ヘアピン共振器を用いた超伝導デュアルバンド帯域通過フィルタの設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山俊輔，齊藤 敦，大嶋重利，關谷尚人
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 49 号: 10 ページ: 534-540
  • DOI: 10.2221/jcsj.49.534
  • NAID: 130004704720
  • ISSN: 0389-2441, 1880-0408
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of UWB HTS Bandpass Filters With Microstrip Stubs-Loaded Three-Mode Resonator (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ishii, T. Kimura, N. Kobayashi, A. Saito, Z. Ma, S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Applied Superconductivity 巻: 23 号: 3 ページ: 1500204-1500204
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2232697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving Power-Handling Capability of 4-Pole HTS Filters by Expanding Line Width of Resonator 2 With Narrow Slits (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, M. Akiya, H. Ishii, A. Saito, S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Applied Superconductivity 巻: 23 号: 3 ページ: 1500504-1500504
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2234189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of IMD3 Measurement System Around 5 GHz Using HTS Notch Filters (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Akiya, T. Tatsunokuchi, A. Saito, S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Applied Superconductivity 巻: 23 号: 3 ページ: 1500804-1500804
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2236139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Introducing Artificial Pinning Centers Into YBCO Thin Films to Improve Surface Resistance in a DC Magnetic Field (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Sato, T. Honma, S. Takahashi, K. Sato, M. Watanabe, K .Ichikawa, K. Takeda, K. Nakagawa, A. Saito, S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Applied Superconductivity 巻: 23 号: 3 ページ: 7200404-7200404
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2233849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave surface resistance of YBCO superconducting thin films under high DC (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Honma, S. Sato, K. Sato, M. Watanabe, A. Saito, K. Koike, H. Kato, S. Ohshima
  • 雑誌名: Physica C 巻: 484 ページ: 46-48
  • DOI: 10.1016/j.physc.2012.03.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication process of YBCO thin starting from amorphous film for microstrip line device (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Muyari, N. Kobayashi, S. Takahashi, K. Hayashi, A. Saito, S. Ohshima
  • 雑誌名: Phycics Procedia 巻: 27 ページ: 280-283
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.03.465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and evaluation of hetero-epitaxial multilayer films of Nb/Ain/Nb/NbN for SIS junction (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Konno, T. Sawada, M. Murata, A. Kawakami, A. Saito, S. Ohshima
  • 雑誌名: Phycics Procedia 巻: 27 ページ: 304-307
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.03.471
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of coupling state on power handling capability of HTS transmit filters with stripline structure (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Sekiya,K. Yamamoto, S.Kakio, A.Saito, S.Ohshima
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 27 ページ: 328-331
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.03.477
  • 査読あり
• [学会発表] 超伝導バルク共振器を用いた 100 Wクラス送信用フィルタの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴井椋太、齊藤 敦、加藤知己、齋藤大暉、手嶋英一、大嶋重利
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-15
• [学会発表] 超伝導単結晶バルク共振器を用いた100W級送信用フィルタの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴井椋太、齊藤 敦、加藤知己、齋藤大暉、手嶋英一、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: 機械振興会館地下3F会議室
  • 年月日: 2015-01-14
• [学会発表] 超伝導CQフィルタを用いたデュプレクサの設計と評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田晃弘、齊藤 敦、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: 機械振興会館地下3F会議室
  • 年月日: 2014-04-17
• [学会発表] ディスク型・リング型超伝導バルク共振器フィルタの耐電力特性比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤知己，齊藤 敦，鶴井椋太，手嶋英一，大嶋重利
  • 学会等名: 電子情報通信学会2014総合大会，C-2-79
  • 発表場所: 新潟大学（新潟）
• [学会発表] Dependences of microwave surface resistance of YBCO (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, S. Sato, K. Ichikawa, M. Watanabe, T. Honma, Y. Tanaka, S. Oikawa, A. Saito, S. Ohshima
  • 学会等名: 11thEuropean Conference on Applied Superconductivity
  • 発表場所: Magazzini del Cotone Conference Center(イタリア）
• [学会発表] スタブ装荷ヘアピン共振器を用いた超伝導デュアルバンド帯域通過フィルタ (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山俊輔，關谷尚人，秋谷守紀，田中佑斗，黒田晃弘，齊藤 敦，大嶋重利
  • 学会等名: 信学技報
  • 発表場所: 機械振興会館（東京）
• [学会発表] ディスク共振器を用いた3段超伝導バルクフィルタの作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤知己，齊藤 敦，鶴井椋太，手嶋英一，大嶋重利
  • 学会等名: 第74回応用物理学会春季学術講演会，17p-C10-14
  • 発表場所: 同志社大学（京都）
• [学会発表] 高無負荷Q共振器を用いた小型超伝導分波器の設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田晃弘，堺三洋，齊藤敦，大嶋重利
  • 学会等名: 第68回応用物理学会東北支部学術講演会，6aB11
  • 発表場所: 山形大学（米沢）
• [学会発表] 独立型構造３段ディスク超伝導バルクフィルタの作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤知己，齊藤 敦，鶴井椋太，手島英一，大嶋重利
  • 学会等名: 第68回応用物理学会東北支部学術講演会，6ｐB06
  • 発表場所: 山形大学（米沢）
• [学会発表] YBCO,DyBCO薄膜の表面抵抗の磁場強度・角度依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤敬介，市川光，今野正貴，齊藤 敦，大嶋重利
  • 学会等名: 第68回応用物理学会東北支部学術講演会，6ｐB12
  • 発表場所: 山形大学（米沢）
• [学会発表] 3次元マトリクス路線を用いた超伝導フィルタの高耐電力化
  • 著者名/発表者名: 高橋峻平、秋谷守紀、齊藤 敦、大嶋重利
  • 学会等名: 秋季低温工学・超伝導学会
  • 発表場所: 盛岡
• [学会発表] a面及びr面サファイア基盤上での高品質Ｎｂ薄膜の作成と評価
  • 著者名/発表者名: 澤田俊宏、村田光茂、林賢人、田中希、小川祐平、高橋峻平、堺三洋、齊藤 敦、大嶋重利
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部第67回学術講演会
  • 発表場所: 仙台
• [備考] 山形大学大嶋・齊藤研究室
  • URL: http://www.ohshima-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/
• [備考] 山形大学 大嶋・齊藤研究室
  • URL: http://www.ohshima-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/