| 研究課題/領域番号 |
26420305
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
武田 正典 静岡大学, 工学部, 講師 (80470061)
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| 研究分担者 |
小嶋 崇文 国立天文台, 先端技術センター, 助教 (00617417)
島影 尚 茨城大学, 工学部, 教授 (80359091)
牧瀬 圭正 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, 主任研究技術員 (60363321) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 超伝導 / パラメトリック増幅 / カイネティックインダクタンス |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，低消費電力テラヘルツ帯低雑音増幅器の実現に向け，進行波超伝導パラメトリック増幅器の開発を行っている．平成28年度では，増幅器のテラヘルツ帯動作へ向けて検討を行った．
本増幅器は，ポンプ波電流に対して超伝導薄膜線路のカイネティックインダクタンスが非線形的に変化することを利用する．テラヘルツ帯での本増幅器を設計するため，カイネティックインダクタンスの印加電流に対する変化を直流抵抗率測定及び高周波伝送測定から評価した．本実験では，作製が容易な窒化ニオブチタン(NbTiN)薄膜を用いた．両測定から見積もった電流に対するカイネティックインダクタンス変化は概ね一致しており，実験から得られたカイネティックインダクタンス非線形性を利用してテラヘルツ帯での増幅器設計及び利得の理論解析を行った．その結果，周波数0.3 THz帯において，幅2 um，膜厚30 nm，線路長5 mmのNbTiN薄膜コプレーナ線路にポンプ波電力10 uWを与えることで利得10 dB程度が得られることを示した．本増幅器は非常に長い細線を用いるため，作製中に断線や線路内に欠陥が生じ，実験による性能評価までは至っていない．今後，作製プロセスを見直すとともに改善し，性能評価を行う．
また本増幅器の高温動作のために，高温超伝導体YBCO薄膜による超伝導コプレーナ線路の作製を行っている．線幅5 um，厚さ200 nm，線路長100 mmの線路で臨界温度85 K程度が実現できているが，カイネティックインダクタンス非線形性を向上させるために極薄膜化が課題である．
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