| 研究課題/領域番号 |
25289126
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
山田 隆宏 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, 主任研究員 (00377871)
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| 研究分担者 |
浦野 千春 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 主任研究員 (30356589)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 熱力学温度 / 温度計測 / ジョンソン雑音温度計 / ジョセフソン接合 / 超伝導集積回路 / 単一磁束量子回路 |
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| 研究実績の概要 |
1. IQVNS開発
ジョンソン雑音温度計(JNT)の主構成要素である集積型量子電圧雑音源(IQVNS)を開発する。IQVNSはJNT測定において基準となる高精度電圧雑音源である。分周器、擬似雑音符号系列発生器、雑音スペクトル強度制御のためのパルス数増倍器、高精度電圧波形合成のための磁気結合型電圧増倍器の4要素から構成され、すべて超伝導単一磁束量子回路により実現し1チップに集積する。IQVNSを導入することにより、JNTの不確かさ低減化、低コスト化、利便性向上を期待できる。
平成27年度は、水の三重点、ガリウム融点に適合する2種類のIQVNSチップを作製し評価を行った。いずれのチップも完全動作に成功し、実用上十分広いバイアスマージン±15%程度を得た。また、ビットエラーレート10のマイナス6乗以下を達成した。最終的に、水の三重点とガリウム融点の測定に使用可能なチップをそれぞれ4個、2個得ることができた。
2. JNT装置開発と熱力学温度測定
平成27年度は、開発したIQVNSチップの実装と極低温プローブへの組み込み、相互相関器の改良を行い、JNT装置全体を組み立てた。また、電圧読み取りケーブルの交換により伝達特性の改善も行った。水の三重点セル、ガリウム融点セルの2種類の温度定点をセットアップし、100オーム抵抗センサを用いて各温度定点のJNT測定を実施した。水の三重点、ガリウム融点のJNT測定に成功し、不確かさそれぞれ28 ppm、38 ppmを得ることができた。測定システムの改良と測定時間の拡大により、不確かさ10 ppm以下を達成できると考えている。今回、IQVNS-JNTの実証に成功したことで、JNT方式の利点は拡大し複数温度定点の系統的測定等へ繋がると考えられる。
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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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| 次年度使用額が生じた理由 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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