Study of terahertz-wave kinetic inductance detectors with superconducting metamaterials

超导超材料太赫兹波动感电感探测器研究

• 批准号: 22K18991
• 负责人: 大谷 知行
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18991/
• 关键词: 超伝導; メタマテリアル; 共振器; MKID; 力学インダクタンス; 検出器

超伝導マイクロ波力学インダクタンス検出器（MKIDs）は、1本のマイクロ波信号読み出し線に共振周波数の異なるマイクロ波共振器を多数交流結合させた構造を有するため、1本の読み出し線で100個以上のピクセルの信号を同時に読み出せる検出器である。この検出器では、各ピクセルのデザインの差異により検出器特性のばらつきが生じるが、その主要因はマイクロ波共振器にあると考えられる。そこで、この課題解決のために、本研究では、超伝導マイクロ波共振器にメタマテリアル組み込みについて研究を行っている。2022年度は、共振器構造に組み込むメタマテリアル形状の１つとして、アナポール型メタマテリアルの設計とシミュレーションを実施した。具体的には、Nb超伝導体を用いた構造において、リング共振器の外径、太さ、ギャップの幅などの条件を変え、メタマテリアル励起透過（TIT）を示すような条件の探索を行い、良好なTITを示す条件を見出した。そして、その条件下での表面電流分布、電場強度分布、磁場強度分布を求めた。これらの条件をもとに、2023年度は実際のデバイスを作製し、希釈冷凍機での測定実験を進める予定である。

Super 伝 guide マ イ ク ロ wave mechanics イ ン ダ ク タ ン ス 検 extractor (MKIDs) は, this の マ イ ク ロ wave signal 読 み の of し line に resonance frequency from different な る マ イ ク ロ wave resonator を most communication combined with さ せ た a す を construction る た め, 1 this の 読 み out で し line more than 100 の ピ ク セ ル を の signals at the same time に 読 み out せ る 検 extractor で あ る. こ の 検 extractor で は, various ピ ク セ ル の デ ザ イ ン の differences に よ り 検 extractor features の ば ら つ き が raw じ る が, そ の primarily for は マ イ ク ロ wave resonator に あ る と exam え ら れ る. そ こ で, こ の subject to solve の た め に, this study で は, super 伝 マ イ ク ロ wave resonator に メ タ マ テ リ ア ル group み 込 み に つ い て を line っ て い る. 2022 annual は group, resonator structure に み 込 む メ タ マ テ リ ア ル shape の 1 つ と し て, ア ナ ポ ー ル type メ タ マ テ リ ア ル の design と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be applied し た. Specific に は, Nb 伝 を conductor with い た tectonic に お い て, リ ン グ resonator の diameter, too さ, ギ ャ ッ プ の picture な ど を の conditions - え, メ タ マ テ リ ア ル wound up through (TIT) を shown す よ う の exploration line を い な conditions, good な TIT を を す conditions seen in the し た. The current distribution, electric field intensity distribution and magnetic field intensity distribution on the surface of で <e:1> under the conditions of そ て て and そ <s:1> are を to find めた. こ れ ら の conditions を も と に, 2023 annual は be interstate の デ バ イ ス を as し, bush 釈 refrigerator で の determination be 験 を into め る designated で あ る.

项目成果

超高Qの薄膜型超伝導共振器に関する研究

超高Q值薄膜超导谐振器研究

• 发表时间: 2022
• 期刊: 信学技報
• 作者: 村山 亮介; 美馬 覚;田井野 徹; 野口 卓;大谷 知行
• 通讯作者: 大谷 知行

Thin-film superconductingmicrowave resonatorwith high quality factor

高品质因数薄膜超导微波谐振器

• 发表时间: 2023
• 作者: S. Mima;R. Murayama;T. Taino;T. Noguchi;C. Otani
• 通讯作者: C. Otani

超高Q値の薄膜超伝導マイクロ波共振器の研究開発

超高Q值薄膜超导微波谐振器的研发

• 发表时间: 2022
• 作者: 大谷 知行; 村山 亮介; 美馬 覚;田井野 徹; 野口 卓
• 通讯作者: 野口 卓

超高Q値の薄膜超伝導マイクロ波共振器

超高Q值薄膜超导微波谐振器

• 发表时间: 2022
• 作者: 村山 亮介; 美馬 覚;田井野 徹; 野口 卓;大谷 知行
• 通讯作者: 大谷 知行