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2022 年度 研究成果報告書

高出力ミリ波光源ジャイロトロンによるミリ波帯パルスESR計測の実現

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04596
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関福井大学

研究代表者

光藤 誠太郎  福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (60261517)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードPulsed ESR / EPR / Millimeter wave / 量子コンピューター / 電子スピン / 準光学伝送 / 光駆動半導体スイッチ / 強磁場
研究成果の概要

ミリ波帯で数百ワットの電磁波発生が可能なジャイロトロン光源を用いてパルスESR測定の実現を進めた。感度向上には信号の積算を行うことが通じよう行われるがジャイロトロンの性質上位相制御は容易ではなく、単純な積算は意味がない。本研究ではコンピューター信号の処理による位相補正を行い得られた信号を積算可能とすることで10倍以上の感度の向上を実現した。また高感度化をもちいた、応用研究を行い、高感度化により可能となる実例を示した。

自由記述の分野

電波物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は日本の最先端技術である高周波ジャイロトロンというミリ波帯の高出力光源を用いた世界で最初の研究です。これまでミリ波帯は電磁波の谷間と呼ばれ高出力の電磁波の発生や制御が困難な領域であるといわれてきました。本研究では、光源であるジャイロトロン開発、また電磁波を伝送する準光学伝送システム、また電磁波を短パルス化する光駆動半導体スイッチ、そして光源の欠点である位相制御を補うデジタル信号処理など、これらの技術を独自に開発することで、世界最先端の高周波パルスESR測定に成功しました。また、高感度化を達成したことで、次世代の量子コンピューターの基礎技術計測やスピン制御への応用が期待されています。

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公開日: 2024-01-30  

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