超伝導体接合放射線検出器の分割型吸収体を用いた有感面積増大化の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480123
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 神野 郁夫 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50234167)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金澤 哲 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60089125) ; 秦 和夫 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70109023)
• Keywords: 超伝導体 / 放射線検出器 / 極低温 / エネルギー分解能 / 有感面積 / 分割吸収体 / 電子温度 / トンネル接合

Research Abstract

初年度である平成11年度には常伝導体(N)-絶縁体(I)-熱伝導体(S)接合を製作し,その特性を調べた.
NIS接合を製作するためには、マグネトロンスパッタ装置が3式必要である.このため,3式のマグネトロンが基板を見込むように角度を持たせて真空槽に配置した.基板にはサファイアを用いた.常伝導体,絶縁体および超伝導体として銀,アルミニウム酸化物,およびニオビウム(Nb)を用いた.単体吸収体NIS接合を製作するためのシャドーマスクを設計し,これを利用してNIS接合を製作した.また,これら一連の作業を行うため,高性能フィルタを用いた簡易クリーンルームを製作した.
また,分割型吸収体を持つNIS接合放射線検出器の製作のためのシャドーマスクをデザインし,発注した.本研究の申請時には,複数の常伝導体吸収体を常伝導体のリード線で連結する,としていたが,その後の検討により,超伝導体のリード線で連結する方がより高い性能を持ちうることがわかった.
この過程で,Nbの超伝導転移の測定と分割型吸収体によるNIS接合の有感面積増大化のアイディアについて,研究会「放射線検出器とその応用」(高エネルギー加速器研究機構放射線科学センター)において報告した.また,シャドーマスクを用いた素子製作のおいては素子薄膜の縁の定義が曖昧になることがあるが,この縁の曖昧さと超伝導転移温度およびその抵抗値/温度の変化について議論した.