研究課題
本研究は超伝導トンネル接合素子の光子、分子線に対する応答を研究し、実用型検出器まで発展させるために必要な問題点を明らかにすることを目的とする。単一光子分光機能や信号雑音比に優れた分子線検出などが当面想定される応用である。本年度は光子を導入できるシステムの構築を行った。試行錯誤の後に赤外を吸収し、可視光を透過する光学フィルターを用いることによって、常温部から0.3K程度に冷却された検出器設置部分まで十分な口径の窓を設けた。この可視光導入によって生じる付加的な熱流入に伴う温度上昇は、通常の実験室に設置した場合の照明による光に対して温度測定の誤差範囲以下であり、全く問題が無い状態となった。今後このシステムを利用して素子の特性測定を行う。これまでの超伝導トンネル接合素子の検出器としての応用はX線入射が前提であり、一光子が持つエネルギーは6keV付近で研究を行ってきたが、可視光となると一光子がもつエネルギーは数eVと小さくなる。このためこれまで我々が用いてきた電荷増幅型前置増幅器の雑音レベルでは対応が難しい。そこで、素子の素材を現在使用しているニオブからアルミニウムに変更して信号の大きさ自体を大きくすることが有望と考えられるが、接合の動的抵抗値は桁違いに小さくなって電荷増幅型前置増幅器ではますます対応が難しくなる。そこで電流増幅型の超伝導量子干渉素子を用いたシステムの導入に着手した。現在超伝導量子干渉素子の基本特性の測定や磁気遮弊内の残留磁束の影響など基本的な検討及び測定が進行中である。
