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2022 年度 実績報告書

超伝導技術と微細構造形成技術の合体による新しいニュートリノ物理学の展開

公募研究

研究領域ニュートリノで拓く素粒子と宇宙
研究課題/領域番号 21H00077
研究機関岡山大学

研究代表者

石野 宏和  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (90323782)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード超伝導検出器 / ニュートリノ / レーザー微細加工
研究実績の概要

超伝導検出器の開発を中心に行った。申請者が独自にデザインしたKID(Kinetic Inductance Detector)の改良を行った。非熱的フォノンに感度を有する検出器部分(以降パット呼ぶ)を1mm角まで拡大し、インジウム標的をとりつける面積を最大化した。その設計をシミュレーションで確認し、共振ピークが確認できた。産総研のQfubが再稼働を始め、今年度に超伝導検出器の作製を再開させることができた。そこで、新しいKIDのデザインを作成し、実機を制作した。また、インジウム標的をささえるサファイアマスクを、レーザー加工機で製造した。検出器の評価を行う予定であったが、これまで使用していた0.3KHe-3ソープション冷凍機が、施設引っ越しのためしばらく利用できなくなった。その代わり、フランスのパリ・サクレ―大学およびQUPで希釈冷凍機を利用させて頂くことになった。100mKまで冷却でき、共振ピークを確認できた。
次に、トリウムを含むランタンマントルを冷凍機に入れて、微弱な放射線を照射し、信号の確認を進めた。PCから直接操作可能なオシロスコープを購入し、ヘテロダイン形式のマイクロ波回路を組むことにより、放射線信号の検出に成功した。超伝導検出器として、NbとAlの両方を作製し、Nbでできた検出器は予想通りの反応を示し、時定数もNbの超伝導の性能から決まる性質と一致した。一方、Alで作製した検出器は、信号を見ることができなかった。おそらく、エッチングするときに使用した薬品が、Al薄膜に細かい傷をつけたのではないかと考えており、エッチングの手法を改良している。
本研究のアイデアと進捗状況を報告するために、2023年6月に韓国で行われた、超伝導検出器に関する国際会議でポスター発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Development of electron neutrino detector system using superconducting detector and microfabrication support materials2023

    • 著者名/発表者名
      大前龍二、石野宏和、山森弘毅、Stever Samantha Lynn、高久諒太
    • 学会等名
      Low Temperature Detector (LTD20)
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子ニュートリノ検出を目指したインジウム標的超伝導検出器MKIDの試作機応答評価2023

    • 著者名/発表者名
      大前龍二、石野宏和、山森弘毅、Stever Samantha Lynn、高久諒太
    • 学会等名
      日本物理学科第78回秋季大会

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公開日: 2024-12-25  

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