| 研究課題/領域番号 |
23226019
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
石田 武和 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00159732)
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| 研究分担者 |
藤巻 朗 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20183931)
日高 睦夫 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究員 (20500672)
三木 茂人 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (30398424)
町田 昌彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主席 (60360434)
四谷 任 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (70393296) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 超伝導中性子検出器 / 超伝導材料・素子 / 中性子イメージング / マイクロ・ナノデバイス / Nb集積回路 / 単一磁束量子SFQ |
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| 研究実績の概要 |
高分解能（サブミクロン分解能を視野に）１００万画素、高フレームレート、全固体素子の実現を目指して研究を実施した。そのために新しく電流バイアス運動インダクタンス検出器（CB-KID）を発明した。
一つの取り組みは、直列接続した多数のCB-KIDからの出力を個別に読み出し、かつ中性子が照射された検出器の番地を生成するエンコーダの開発であった。光を用いた予備実験によって32チャンネル（5ビット）分の回路動作を実証した。これを、x方向に32個並べ、y方向も同様な構成を取ることで、最終的に1000x1000=100万画素の中性子イメージングチップを設計・試作した。J-PARCでの実験でノイズ対策が必要なことが分かったが評価は継続中である。検出素子の製作としては、膜厚40nm、線幅0.9μm、スペース0.6μmのサブミクロンNbナノワイヤ検出器を15mm角領域にX、Y二方向に配置した22mm角チップを作製しナノワイヤの全長150mに亘る導通を確認した。また、ナノワイヤとSFQ読出し回路のモノリシックデバイス構造の素子チップ作製を行った。
高温超伝導体であるMgB2を大規模超伝導検出器システムに適用するためには、3インチ基板上に共蒸着装置を用いてMgB2薄膜が実際に成膜出来ることを確認した。また、MBE法を用いて常温基板温度（110度）でMgB2エピタキシャル膜の成膜に成功した。中性子反応層としてボロン薄膜の成膜も基板上に剥離することなく形成することにも成功した。
理論グループでは、運動インダクタンスに対するTc近傍での揺らぎの効果について調べ、超伝導秩序を特徴づける量の時間変化に対し、超伝導相転移近傍にて臨界的なスローダウンが起こる場合に、運動インダクタンスの応答成分に影響があることが分かった。
期間延長で遅延時間型CB-KIDが発明でき、実際に100万画素相当の中性子イメージングに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 備考 |
ナノファブリケーション研究所では基盤研究(S)のパンフレットを完成し、1000部単位で配付した。また、基盤研究（S）の成果を含む電子パンフレットは
http://www.osakafu-u.ac.jp/opu_common/book/nanofabrication2014/
で公開している。
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