| 研究課題/領域番号 |
23560381
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工 |
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研究代表者 |
立木 隆 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 電気情報学群, 准教授 (60531796)
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| 研究分担者 |
内田 貴司 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 教授 (50531802)
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| キーワード | 酸化物高温超伝導体 / ジョセフソン接合 / テラヘルツ波 |
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| 研究概要 |
最終年度では、本研究の最終結果を得るために、これまで得られた要素技術（１．有機金属分解法によるビスマス系高温超伝導薄膜の大粒径化、２．放射効率改善のための薄膜アンテナの製作、３．ニオブ系ジョセフソン接合を用いたプロトタイプ製作、４．テラヘルツ波発振素子の特性評価）を統合すべく、各要素技術の相互関係を考慮しながら、それぞれの研究を進展させた。
１．薄膜の大粒径化では、酸化マグネシウム基板とのミスマッチを緩和すべく、バッファ層として十分な平坦性を有する酸化セリウムを作製してきた。しかしながら、有機金属分解法により発振素子に適したビスマス系高温超伝導薄膜を作製するには、液相成長に近い状態で成長させて大粒径化すべきとの知見が、４．発振素子の特性評価から得られた。
２．アンテナ製作では、広帯域動作する薄膜スパイラルアンテナの研究を通して得られた入力インピーダンスと、４．発振素子の特性評価で得られたインピーダンスが１～２桁違うことから、アンテナと発振部の間に整合器が必要であることを示唆した。
３．プロトタイプ製作では、当初、ニオブ系接合によるアンテナ結合発振素子の製作を予定していた。しかしながら、製作したニオブ系接合は、接合の性質上、アンテナ結合検出素子に適しており、既存のテラヘルツ波測定システムに組み込むことにより、測定周波数の精度が大幅に向上することを示唆した。
４．発振素子の特性評価では、バルク型発振素子を用いたものの、以下のように研究が大いに進展した。まず、本研究で構築したテラヘルツ波測定システムを用いて、ビスマス系発振素子における最高発振周波数に近い、0.964 THzのテラヘルツ波放射を観測した。さらに、発振状態の素子内の共振モードを実験と理論の双方から詳細に検討することにより、発振に適正な素子へのバイアス範囲と発振周波数帯域に関する知見が得られた。
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