マグネトロン法による薄膜高温超伝導テラヘルツ光波センサの研究

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マグネトロンプラズマ法による薄膜型高温超伝導テラヘルツ光波センサの基礎および応用研究が遂行された。超伝導テラヘルツ光波センサは、高温超伝導の新しい特性を活用したテラヘルツ周波数領域光波用センサで、現在未開発の超高周波領域における受波も可能と考えられる。本研究では、マグネトロンプラズマを用いたスパッタリングにて超伝導薄膜を作成し、より高性能の超伝導テラヘルツ光波センサを得ることにある。 テラヘルツ光波源としては、直進レーザおよびファイバ源が使用された。超伝導テラヘルツ光波センサに使用できる高温超伝導薄膜を作成するには、各種のマグネトロンプラズマにて検証され、比較的低気圧におけるマグネトロンプラズマ(拡散ポンプ動作)による薄膜も、より高気圧におけるより簡便なマグネトロンプラズマ(回転ポンプ動作)による薄膜も超伝導光波センサとして使用できることが判明した。また作成された超伝導薄膜(厚さ〜1μm)による光波検出感度は、マグネトロンプラズマを使用しないで作成される超伝導厚膜(厚さ〜0.1mm)を使用した光波感度より、2桁以上の高特性が得られることが判明した。さらに、テラヘルツ光波領域とギガヘルツ電磁波領域との比較実験により、この異なる周波数領域における検出特性が異なることが判明した。本研究により、マグネトロンプラズマによる薄膜型高温超伝導テラヘルツ光波センサが実用に近づいたと言える。