| 研究課題/領域番号 |
19H02205
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立天文台 |
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研究代表者 |
小嶋 崇文 国立天文台, 先端技術センター, 准教授 (00617417)
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| 研究分担者 |
鵜澤 佳徳 国立天文台, 先端技術センター, 教授 (00359093)
木内 等 国立天文台, アルマプロジェクト, 特任教授 (90358911)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 超伝導 / 低雑音増幅器 / マイクロ波 / 量子雑音限界 / SISミキサ / 冷却型増幅器 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ミリ波サブミリ波帯において超高感度ヘテロダイン受信機に用いられてきたSIS(超伝導体-絶縁体-超伝導体)ミキサを用いた新しい原理の超伝導マイクロ波増幅器を対象としている。HEMT等に代表される従来の冷却低雑音増幅器と比較し、その有用性を明らかにするとともに、汎用性の高い超伝導増幅器の実現を目指して研究を実施した。最終的に、5 GHz以下の周波数帯において、マイクロワットレベルの消費電力で11Kの低雑音性能を実証することができた。また、当初想定していなかった、振幅や位相の非相反性も発見し、2つのSISミキサを用いた回路構成の発展性や応用可能性について有望な結果を見出すことができた。
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| 自由記述の分野 |
超伝導高周波エレクトロニクス
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では低消費電力かつ低雑音で動作するマイクロ波増幅器を実証するとともに、巧みな位相制御により、増幅特性を単方向化することも可能であることを見出した。これにより、本回路構成に基づく増幅器が汎用的特性を有することを明らかすることができた。本成果に基づき、2023年3月記者発表を行い、新聞やWeb等の複数のメディアに取り上げられた。今後、半導体増幅器の置き換えを目指して、実践的な開発研究を加速することにより、アレイ化が必要とされる電波天文分野や、量子ビット数増加で同様の課題を有する超伝導量子コンピュータ分野への貢献も期待される。
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