• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

大規模SSPDアレイによるシングルフォトンイメージング技術の創出

研究課題

研究課題/領域番号 26249054
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

寺井 弘高  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 上席研究員 (10359094)

研究分担者 竹内 尚輝  横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(准教授) (00746472)
日高 睦夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 招聘研究員 (20500672)
三木 茂人  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (30398424)
宮嶋 茂之  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (50708055)
山下 太郎  名古屋大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60567254)
牧瀬 圭正  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究技術員 (60363321)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2016年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2014年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
キーワード電子デバイス / 光子検出器 / 超伝導集積回路 / 単一光子検出器 / 超伝導ディジタル回路 / 読み出し信号処理 / モノリシック集積化 / 超伝導検出器 / 超伝導材料・素子 / 電子デバイス・機器 / 超精密計測 / 信号処理 / 超伝導単一光子検出器 / 超伝導単一磁束量子論理回路 / 大規模アレイ / 単一磁束量子論理回路
研究成果の概要

可視から赤外の波長領域で光子計数が可能な究極の感度を持つイメージセンサの実現を目指して、超伝導単一光子検出器(SSPD)の大規模アレイ化に向けた基盤技術を開発した。単一磁束量子(SFQ)回路を用いて光子を検出したピクセルのアドレス情報をディジタル信号として出力するエンコーダ回路を設計・評価し、64ピクセルSSPDアレイを信号処理回路と組み合わせて動作実証した。また、配線数を削減する新たな読み出し手法や、SFQ回路よりもさらに低消費電力動作が可能な断熱型磁束量子パラメトロン(AQFP)回路の導入についても検討し、原理実証に成功した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 18件、 招待講演 6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Timing discriminator based on single-flux-quantum circuit toward high time-resolved photon detection2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Miyajima, Shigehito Miki, Masahiro Yabuno, Taro Yamashita, and Hirotaka Terai
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 30 号: 12 ページ: 12LT01-12LT01

    • DOI

      10.1088/1361-6668/aa926e

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adiabatic quantum-flux-parametron interface for the readout of superconducting nanowire single-photon detectors2017

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Naoki、Yamashita Taro、Miyajima Shigeyuki、Miki Shigehito、Yoshikawa Nobuyuki、Terai Hirotaka
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 26 ページ: 32650-32650

    • DOI

      10.1364/oe.25.032650

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 0.1 W GM冷凍機内での64 chイベント駆動型SFQエンコーダの安定動作に向けた実装法の改善2018

    • 著者名/発表者名
      宮嶋茂之、藪野正裕、山下太郎、三木茂人、寺井弘高
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 16-Pixel Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors Inte-grated with Single-Flux-Quantum Multiplexers2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Terai、Shigeyuki Miyajima、Masahiro Yabuno、Taro Yamashita、Shigehito Miki、Shuuich Nagasawa、Mutsuo Hidaka
    • 学会等名
      The 11th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2018) / 6th CRAVITY Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single Flux Quantum Based Timing Discriminator for Photon Detection with High-Time Resolution2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Miyajima、Masahiro Yabuno、Taro Yamashita、Shigehito Miki、Hirotaka Terai
    • 学会等名
      Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors for Future Optical Communications2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Terai、Shigehito Miki、Taro Yamashita、Shigeyuki Miyajima、Masahiro Yabuno
    • 学会等名
      The Optical Networking and Communication Conference & Exhibition (OFC2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大規模SSPDアレイシステムに向けた2N読出方式に基づくイベント駆動型SFQエンコーダの提案2018

    • 著者名/発表者名
      宮嶋茂之、藪野正裕、山下太郎、三木茂人、寺井弘高
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 同一冷凍機内でのSSPDとAQFPインターフェイス回路の接続実証2018

    • 著者名/発表者名
      竹内尚輝、山下太郎、宮嶋茂之、三木茂人、吉川信行、寺井弘高
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メアンダ型超伝導インダクタで構成した並列バイアス回路を用いた2N読出し型SSPDアレイの同時動作実証2018

    • 著者名/発表者名
      藪野正裕、宮嶋茂之、三木茂人、山下太郎、寺井弘高
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of a single-flux-quantum based event-driven encoder with reduced bias currents in a 0.1-W GM cryocooler for a single photon imaging system2017

    • 著者名/発表者名
      S. Miyajima, M. Yabuno, T. Yamashita, S. Miki, H. Terai
    • 学会等名
      Superconducting SFQ VLSI Workshop 2017
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知県、名古屋市千種区
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-pixel superconducting nanowire single-photon detectors with cryogenic signal processors using single-flux-quantum circuits2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Terai、MutsuoHidaka、ShigeyukiMiyajima、MasahiroYabuno、TaroYamashita、ShigehitoMiki、ShuuichiNagasawa,
    • 学会等名
      Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference (CEC/ICMC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高時間精度光子検出に向けた単一磁束量子時間弁別器のタイミングジッタ評価2017

    • 著者名/発表者名
      宮嶋茂之、藪野正裕、山下太郎、三木茂人、寺井弘高
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of multi-pixel superconducting nanowire single-photon detector monolithically integrated with single-flux-quantum multiplexer2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Terai、Shigeyuki Miyajima、Masahiro Yabuno、Taro Yamashita、Shigehito Miki
    • 学会等名
      16 th International Superconductive Electronics Conference (ISEC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A single flux quantum based event-driven encoder for a single photon imaging system using multi-pixel superconducting nanowire single photon detectors2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Miyajima、Masahiro Yabuno、Taro Yamashita、Shigehito Miki、Hirotaka Terai
    • 学会等名
      16 th International Superconductive Electronics Conference (ISEC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design for Building the Large-scale Superconducting Nanowire Single-photon Detector Imaging Array2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yabuno、Shigeyuki Miyajima、Shigehito Miki、Taro Yamashita、Hirotaka Terai
    • 学会等名
      16 th International Superconductive Electronics Conference (ISEC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cryogenic signal processing based on superconducting logic circuits for multi-pixel superconducting nanowire single-photon detectors2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Terai、Shigeyuki Miyajima、Masahiro Yabuno、Taro Yamashita、Shigehito Miki、Naoki Takeuchi、Shuuich Nagasawa、Mutsuo Hidaka
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on Superconductivity (ISS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 1kピクセル SSPD イメージングアレイの作製2017

    • 著者名/発表者名
      藪野正裕、宮嶋茂之、三木茂人、山下太郎、寺井弘高
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] AQFPインターフェイス回路を用いたSSPD動作実証2017

    • 著者名/発表者名
      竹内尚輝、山下太郎、宮嶋茂之、三木茂人、吉川信行、寺井弘高
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単一光子イメージングシステムに向けた64 chイベント駆動型SFQエンコーダの動作実証2017

    • 著者名/発表者名
      宮嶋茂之、藪野正裕、山下太郎、三木茂人、寺井弘高
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 1kピクセルSSPDイメージングアレイの作製と評価2017

    • 著者名/発表者名
      藪野正裕、宮嶋茂之、三木茂人、山下太郎、寺井弘高
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高時間分解SSPD-SFQ同時計数器の実現にむけたタイミングジッタ特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      三木茂人、宮嶋茂之、藪野正裕、山下太郎、寺井弘高
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A single-flux-quantum based event-driven encoder toward a 1024-pixel single-photon imaging system2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Miyajima、Masahiro Yabuno、Taro Yamashita、Shigehito Miki、Hirotaka Terai
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on Superconductivity (ISS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the Large-scale Superconducting Nanowire Single-photon Detector Imaging Array2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yabuno、Shigeyuki Miyajima、Shigehito Miki、Taro Yamashita、Hirotaka Terai
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on Superconductivity (ISS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冷凍機実装したSFQ回路動作に及ぼすジュール熱の影響調査2016

    • 著者名/発表者名
      宮嶋 茂之,寺井 弘高
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟県、新潟市中央区
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Multi-pixel superconducting nanowire single-photon detector with cryogenic signal processor using single-flux-quantum circuit2016

    • 著者名/発表者名
      H. Terai, S. Miyajima, M. Yabuno, T. Yamashita, S. Miki, S. Nagasawa and M. Hidaka
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2016
    • 発表場所
      米国デンバー
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Cryogenic Event-Driven Encoder Based on Single-Flux-Quantum Circuit for Multi-Pixel Superconducting Single-Photon Detectors2016

    • 著者名/発表者名
      S. Miyajima, T. Yamashita, S. Miki, H. Terai
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2016
    • 発表場所
      米国デンバー
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of large-scale superconducting nanowire single-photon detector array monolithically integrated with cryogenic single-flux-quantum signal processor2016

    • 著者名/発表者名
      H. Terai, S. Miyajima, M. Yabuno, T. Yamashita, S. Miki, M. Hidaka
    • 学会等名
      Applied Superconducting Conference (ASC2016)
    • 発表場所
      Denver, COLORADO, USA
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Cryogenic Event-Driven Encoder Based on Single-Flux-Quantum Circuit for Multi-Pixel Superconducting Single-Photon Detectors2016

    • 著者名/発表者名
      S. Miyajima, T. Yamashita, S. Miki, H. Terai
    • 学会等名
      Applied Superconducting Conference (ASC2016)
    • 発表場所
      Denver, COLORADO, USA
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A cryogenic event-driven encoder using single-flux-quantum cir-cuits for a 64-pixel superconducting single photon imaging system2016

    • 著者名/発表者名
      S. Miyajima, T. Yamashita, S. Miki, H. Terai
    • 学会等名
      Superconducting SFQ VLSI Workshop 2016
    • 発表場所
      横浜国立大学、神奈川県、横浜市保土ケ谷区
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cryogenic signal processing using superconducting digital electronics for multi-pixel SSPD array2015

    • 著者名/発表者名
      H. Terai, S. Miyajima, S. Miki, T. Yamashita
    • 学会等名
      Workshop on readout electronics for radiation and particle detectors
    • 発表場所
      Erfurt, Germany
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Superconducting nanowire single-photon detector and its signal readout using superconducting digital electronics2015

    • 著者名/発表者名
      H. Terai, S. miki, T. Yamashita, K. Makise
    • 学会等名
      8th East Asian Symposium on Superconductive Electronics (EASSE2015)
    • 発表場所
      Daejeon, KOREA
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi pixel superconducting single photon detectors with superconducting single flux quantum readout circuit2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miki, T. Yamashita, Z. Wang, H. Terai
    • 学会等名
      15 th International Superconductive Electronics Conference
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and testing of SFQ signal processor for 64-pixel SSPD array2014

    • 著者名/発表者名
      H. Terai, K. Makise, T. Yamashita, S. Miki, and Z. Wang
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      Charlotte, NC, USA
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 信号処理回路2016

    • 発明者名
      三木茂人、寺井弘高、山下太郎、宮嶋茂之
    • 権利者名
      三木茂人、寺井弘高、山下太郎、宮嶋茂之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-023303
    • 出願年月日
      2016-02-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi