| 研究課題/領域番号 |
18H05245
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分C
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| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
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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研究所神戸フロンティア研究センター, 室長 (10359094)
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| 研究分担者 |
山森 弘毅 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, 研究グループ長 (00358293)
竹内 尚輝 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, 主任研究員 (00746472)
清水 亮介 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50500401)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| キーワード | 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器 / 単一磁束量子論理回路 / 断熱量子磁束パラメトロン / 高感度イメージセンサ / 極低温信号処理 |
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| 研究成果の概要 |
超伝導ナノワイヤ単一光子検出器（SSPD）イメージングアレイの実現を目指し、32x32ピクセルSSPDアレイの作製プロセス、冷凍機実装技術を開発した。超伝導単一磁束量子（SFQ）論理回路や断熱量子磁束パラメトロンによる極低温信号処理技術を導入し、光子を検出したピクセルの位置情報を2本の同軸ケーブルを使って80 ps以下という時間精度で読み出すことができることを実証した。また、SSPDアレイとSFQ信号処理回路のモノリシック集積化プロセスを開発し、SSPDの将来的な大規模アレイ化に先鞭をつけた。
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| 自由記述の分野 |
低温エレクトロニクス
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
SSPDは紫外から中赤外という幅広い波長領域に感度を持ち、高感度、低雑音、低ジッタな光子検出器として量子情報通信や先端計測分野で広く利用されている。SSPDのアレイ化により、高感度イメージセンサの実現だけでなく、さらなる大面積化・高速化、光子数識別が可能となるが、信号の読出しを含めた冷凍機実装に課題があった。本研究で取り組んだ極低温環境での信号処理技術の導入によりSSPDアレイの小型冷凍機への実装技術が大きく進展し、バイオ、医療、量子、宇宙等、幅広い分野で最先端の研究開発を支える不可欠なツールとしてのSSPDアレイシステムの実現が見えてきた。
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