| 研究課題/領域番号 |
20K20345
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究機関 | 国立天文台 |
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研究代表者 |
江澤 元 国立天文台, アルマプロジェクト, 助教 (60321585)
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| 研究分担者 |
松尾 宏 国立天文台, 先端技術センター, 准教授 (90192749)
藤井 剛 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 (30709598)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 光子計数 / テラヘルツ / 宇宙物理観測 / 超伝導検出器 |
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| 研究実績の概要 |
パルスチューブ冷凍機を用いたクライオスタットの整備を引き続き実施した。特に吸着冷凍器の自動制御も視野に入れた、制御、モニター系の整備を進めた。このシステムは機器のインターフェースをイーサネットにできるだけ統合し、Linux計算機上に独自開発のプログラムを構築することで、真空度や温度のモニターをするシステムを実現しており、最終的には実験系全体の制御もつかさどる。これを用いて特にパルスチューブ冷凍機の冷却性能を評価し、クライオスタットに実装した状態で無負荷では 3 K近くまで冷却できることが確認するとともに熱負荷試験も実施した。COVID-19の影響で研究課題前半が遅延した影響もあり、吸着冷凍器と組み合わせた 0.8 K 極低温環境の構築と評価は遅れている。
他方、検出器の要となる超伝導検出器と極低温読出し回路の開発、検討も行った。超伝導SIS検出器をテラヘルツ光子計数実験に最適化すべく開発や評価を進めている。パルスチューブ冷凍器のクライオスタットの極低温環境の整備が遅れているため、超伝導素子の評価は液体ヘリウムを用いた従来のシステムを用いて実施している。並行して、極低温読出し回路の検討も進めている。特に検出器の信号を直接読み出す電界効果トランジスタについて、当初想定していたメーカーの対応が難しいことが判明し、次年度以降に対応を検討し実装を目指すこととなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
COVID-19の影響等により研究活動に少なからず制約を受けている。在宅勤務が推奨され、そのために勤務地へ出勤しての実験室での作業や、対面での詳細検討などを想定通りに進めることが困難であった。また、本研究課題前半部分である2019年度の研究も遅延しており、補助金も本年度以降に繰越されている事情もあって、2020年度の研究進捗がやや遅れている。また極低温読出し回路に用いる回路素子についてメーカーの対応が困難であることが判明したため、代替策の検討も新たに必要になっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
吸着冷凍器を組み込んだ極低温環境の整備を急ぎ、クライオスタットを早急に完成形にする。引き続きCOVID-19の影響は受けているが、特に制御系の整備を進め、自動化や遠隔制御の充実させることで、実験室へのアクセスが限定される環境下でも評価試験を推進できるようにする等、研究が推進できるような工夫をする。極低温読出し回路については、同様の応用をしている遠赤外線分野の研究者など他機関他分野にも調査範囲を広げる等、さまざまな方策を駆使して早期に見通しを立てることを目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19等の影響で研究計画を想定通りに進めるのが困難であった。本研究課題前半部も繰り越されている状況である。このため、次年度使用が発生した。これらは、極低温環境の整備や光学系の構築にかかわる部分、および超伝導検出器の開発に使用することを計画している。
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