| 研究領域 | ニュートリノで拓く素粒子と宇宙 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00077
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
石野 宏和 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (90323782)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 超伝導検出器 / ニュートリノ / レーザー微細加工 / 微細構造加工 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超伝導検出器技術と微細構造加工技術を組わせて、ニュートリノ研究の新展開を狙う。超伝導検出器として、アレイ化が容易な力学的インダクタンス検出器を用いる。独自のデザインによるフォノン信号検出器の実績と、レーザー微細加工技術およびマニピュレータ技術により、レニウムやインジウムといった金属標的を加工し超伝導検出器に接続する。本研究は、これらの技術を発展させ、検出器の詳細な性能を評価し、将来の本格観測への道筋を立てる。
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| 研究実績の概要 |
超伝導検出器の開発を中心に行った。申請者が独自にデザインしたKID(Kinetic Inductance Detector)の改良を行った。非熱的フォノンに感度を有する検出器部分(以降パット呼ぶ）を1mm角まで拡大し、インジウム標的をとりつける面積を最大化した。その設計をシミュレーションで確認し、共振ピークが確認できた。産総研のQfubが再稼働を始め、今年度に超伝導検出器の作製を再開させることができた。そこで、新しいKIDのデザインを作成し、実機を制作した。また、インジウム標的をささえるサファイアマスクを、レーザー加工機で製造した。検出器の評価を行う予定であったが、これまで使用していた0.3KHe-3ソープション冷凍機が、施設引っ越しのためしばらく利用できなくなった。その代わり、フランスのパリ・サクレ―大学およびQUPで希釈冷凍機を利用させて頂くことになった。100mKまで冷却でき、共振ピークを確認できた。
次に、トリウムを含むランタンマントルを冷凍機に入れて、微弱な放射線を照射し、信号の確認を進めた。PCから直接操作可能なオシロスコープを購入し、ヘテロダイン形式のマイクロ波回路を組むことにより、放射線信号の検出に成功した。超伝導検出器として、NbとAlの両方を作製し、Nbでできた検出器は予想通りの反応を示し、時定数もNbの超伝導の性能から決まる性質と一致した。一方、Alで作製した検出器は、信号を見ることができなかった。おそらく、エッチングするときに使用した薬品が、Al薄膜に細かい傷をつけたのではないかと考えており、エッチングの手法を改良している。
本研究のアイデアと進捗状況を報告するために、2023年6月に韓国で行われた、超伝導検出器に関する国際会議でポスター発表を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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