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2022 年度 実績報告書

人工周期構造線路を利用するマイクロ波帯進行波型超伝導パラメトリック増幅器の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04598
研究機関静岡大学

研究代表者

武田 正典  静岡大学, 工学部, 准教授 (80470061)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード超伝導 / パラメトリック増幅器 / カイネティックインダクタンス / 周期構造線路
研究実績の概要

本研究は,超伝導伝送線路のカイネティックインダクタンスの電流非線形性を利用する進行波型超伝導パラメトリック増幅器に関するものであり,特に超伝導伝送線路の構造として周期構造線路を適用することで増幅器の小型化を目指すものである.前年度(令和3年度)は,Fishbone型超伝導コプレーナ線路を適用することで,従来のコプレーナ線路を用いた場合と比較して線路長を1/3程度に短縮できることを実証した.令和4年度は,さらなる線路長短縮を目的にFishbone型超伝導マイクロストリップ線路の検討,本パラメトリック増幅器の作製を行った.
電磁界シミュレータを用いて,Fishbone型超伝導マイクロストリップ線路の特性インピーダンス及び実効波長の解析を行った.誘電体の厚さやスタブの長さを変えることで,特性インピーダンスや実効波長を可変できることを示した.また,Fishbone型超伝導コプレーナ線路よりも実効波長を短くできることを示した.NbTiN/SiO2/NbTiN構造のFishbone型超伝導マイクロストリップ半波長共振器を作製し共振周波数を測定したところ,解析から予測した値と良い一致を示した.
パラメトリック利得を測定するための測定システムを構築した.先ず従来のNbTiN薄膜超伝導コプレーナ線路を用いて,進行波型超伝導パラメトリック増幅器の設計を行った.しかしながら,作製歩留まりが悪く,十分な線路長を有する増幅器を作製することができず,利得は得ることができなかった.現在はNbTiN/SiO2/NbTiN構造Fishbone型超伝導マイクロストリップを用いる進行波型超伝導パラメトリック増幅器の設計を完了しており,今後増幅器利得の測定を行う予定である.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 力学的インダクタンス進行波型パラメトリック増幅器に向けた窒化ニオブチタン薄膜の評価2022

    • 著者名/発表者名
      沓間弘樹、C.W. Sandbo Chang、武田正典、寺井弘高、浦出芳郎、玉手修平、竹田悠大河、中村泰信
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] 超伝導力学インダクタンス進行波型パラメトリック増幅器の有限温度マイクロ波表面抵抗を考慮した利得解析2022

    • 著者名/発表者名
      加藤光一、武田正典、寺井弘高、沓間弘樹、C.W. Sandbo Chang, 中村泰信
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 超伝導力学インダクタンス進行波型パラメトリック増幅器の温度4K動作に向けた検討2022

    • 著者名/発表者名
      加藤光一、武田正典、寺井弘高、沓間弘樹、C.W. Sandbo、中村泰信
    • 学会等名
      第31回日本赤外線学会研究発表会
  • [学会発表] 超伝導力学インダクタンス検出器に用いる超伝導共振器の寸法に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      里脇彰斗、武田正典
    • 学会等名
      第31回日本赤外線学会研究発表会

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公開日: 2023-12-25  

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