超伝導トンネル接合素子を用いた高エネルギー分解能極端紫外線検出器の開発

利用超导隧道结器件开发高能量分辨率极紫外探测器

• 批准号: 11740276
• 负责人: 滝澤 慶之
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740276/
• 关键词: 超伝導トンネル接合素子; 検出器; 極端紫外線

平成12年度は素子の設計・試作と極端紫外線による評価装置の開発を行った。理化学研究所内の超伝導接合素子(STJ)作製専用プロセスラインを用いて極端紫外線に用いることのできるSTJの試作を行った。まず、Si基板およびサファイヤ基板の上にAl_2O_3をスパッタ法で成膜し、その上にNb/Al/AlOx/Al/Nbといった膜をスパッタ法で積層してSTJ素子を作製した。特に、STJの側面を酸素プラズマで酸化する方法を新たに開発することによって、トンネル障壁における漏れ電流を劇的に減少させることができた。また、Alの膜厚を増加させることで、出力信号の増幅が行えるようになった。これらの素子をHe3クライオスタットを用いて0.35Kまで冷却し、トンネル障壁のクオリティに高い感度を有するX線特性評価を行い、これらの素子がSTJ素子を用いたX線検出素子としては、現状での世界レベルに匹敵する性能を有していることを確認した。理化学研究所内に極端紫外線用STJの評価装置の構築を行い、低真空度の極端紫外線評価装置と高真空度のHe3クライオスタットとの接続方を確立した。この装置の完成により、今後の開発の基礎を確立できた。これと平行して、高エネルギー加速器研究機構のフォトンファクトリーで照射実験を行い、極端紫外線(55eV)の検出に成功した。これにより本研究の目的は、ほぼ達成できた。

In 2009, Motoko's design and trial production of the extreme ultraviolet light test device was carried out. The superconducting junction element (STJ) in the RIKEN laboratory is exclusively used in the production of superconducting junction elements (STJ).まず, Si substrate およびサファイヤ substrate の上にAl_2O_3をスパッタ method でfilm forming し, その上にNb/Al/AlOx/Al/Nb film is produced using the STJ element film method. Special method, STJ side acid acid acidification method, new acidification method, new acidification methodよって, トンネル Barrier におけるLeakage れ Current を を に Reduction させることができた.また, the Al film thickness is increased, the output signal is increased, and the output signal is increased.これらの真子をHe3クライオスタットを用いて0.35Kまで热Evaluation of X-ray characteristics of high sensitivity and high sensitivityを行い、これらの真子がSTJ primoko , the current situation of the world's performance is comparable to that of the world, and the performance of the world has been confirmed. The STJ evaluation equipment for extreme ultraviolet rays at the Institute of Science and Technology has been constructed and implemented, and the low-vacuum extreme ultraviolet evaluation equipment and the high-vacuum He3クライオスタットとのconnection method have been established. The installation has been completed and the foundation for future development has been established.これとparallel して, high エネルギーAccelerator Research Institute のフォトンファクトリーでirradiation 実を行い, extreme ultraviolet (55eV) の検出にした.これによりThe purpose of this study has been achieved.

项目成果

C.Otani,T.Ikeda,H.Kato,K.Kawai,H.Miyasaka,T.Oku,W.Ootani,H.Sato,H.M.Shimizu,Y.Takizawa,H.Watanabe他4名: "Properties of Substrate Phonon Events in Superconducting Tunnel Junctions Induced by X-ray Absorption"Japanese Journal of Applied Physics. (出版中). (2000)

C.Otani、T.Ikeda、H.Kato、K.Kawai、H.Miyasaka、T.Oku、W.Ootani、H.Sato、H.M.Shimizu、Y.Takizawa、H.Watanabe 和其他 4 人：“基材的特性X 射线吸收引起的超导隧道结中的声子事件“日本应用物理学杂志。（印刷中）。（2000 年）

C.Otani,T.Ikeda,H.Kato,K.Kawai,H.Miyasaka,T.Oku,W,Ootani,H.Sato,H.M.Shimizu,Y.Takizawa,H.Watanabe 他4名: "Properties of Substrate Phonon Events in Superconducting Tunnel Junctions Induced by X-ray Absorption"Japanese Journal of Applied Physics. 39巻・4B号. 171

C.Otani、T.Ikeda、H.Kato、K.Kawai、H.Miyasaka、T.Oku、W,Ootani、H.Sato、H.M.Shimizu、Y.Takizawa、H.Watanabe 和其他 4 人：“基材的特性X 射线吸收引起的超导隧道结中的声子事件“日本应用物理学杂志。第 39 卷，第 4B 期。171

W.Ootani,T.Ikeda,K.Kawai,H.Miyasaka,T.Oku,C.Otani,H.Sato,H.M.Shimizu,Y.Takizawa,H.Watanabe他4名: "Development of X-ray Detectors Based on Nb/Al/AlOx/Al/Nb Superconducting Tunnel Junctions"Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A. (出版中). (

W.Ootani、T.Ikeda、K.Kawai、H.Miyasaka、T.Oku、C.Otani、H.Sato、H.M.Shimizu、Y.Takizawa、H.Watanabe 和其他 4 人：“基于 X 射线探测器的开发关于 Nb/Al/AlOx/Al/Nb 超导隧道结“物理研究中的核仪器和方法 A 部分（正在出版）。

T.Oku,T.Ikeda,H.Kato,K.Kawai,H.Miyasaka,W.Ootani,C.Otani,H.Sato,H.M.Shimizu,Y.Takiazwa,H.Watanabe他4名: "High Resolution X-ray Detectors Based on Superconducting Tunnel Junctions with SQUID Readout"Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A

T.Oku、T.Ikeda、H.Kato、K.Kawai、H.Miyasaka、W.Ootani、C.Otani、H.Sato、H.M.Shimizu、Y.Takiazwa、H.Watanabe 和其他 4 人：“高分辨率 X基于具有 SQUID 读数的超导隧道结的射线探测器“物理研究中的核仪器和方法 A 部分

Y.Takizawa,T.Ikeda,T.Oku,C.Otani,K.Kawai,H.Sato,H.M.Sbimizu,H.Miyasaka,H.Watanabe,W.Ootani 他4名: "Development of Superconducting Tunnel Junctions for ultra soft X-ray Detectors"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. (印刷中). (2001)

Y. Takizawa、T. Ikeda、T. Oku、C. Otani、K. Kawai、H. Sato、H. M. Sbimizu、H. Miyasaka、H. Watanabe、W. Ootani 和其他 4 人：“超导隧道结的开发软 X 射线探测器”IEEE 应用超导学报。（正在出版）。（2001 年）