【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2370
利用課題名 / Title
超伝導体にNbを用いた超伝導検出器MKIDの製作
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
Nb,NbTiN,超伝導/ Superconductivity,スパッタリング/ Sputtering
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
鈴木 惇也
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院理学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
陳詩遠,三野裕哉
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-202：多元スパッタ装置（仕様Ｂ）
KT-111：ウエハスピン洗浄装置
KT-333：触針式段差計（加工評価室）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
Nbを用いた超伝導薄膜はさまざまな超伝導デバイスを作成する上で有用となる。本研究ではNbとその化合物を用いた超伝導薄膜の性質を、さまざまな成膜条件のもとで測定し、最適化を行う。
実験 / Experimental
前回まででNbのスパッタ成膜について知見を得たため、超伝導デバイスを製作する上でより有効と目されるNbTiNの合成を試みた。多元スパッタ装置（KT-202）は複数のターゲットを同時スパッタ可能であり、かつ窒素ガスの導入を行うことができる。ターゲットとして以前の課題で用いたNbと、多元スパッタ装置（KT-202）で実績のあるTiを用い、さらに窒素ガスを導入してスパッタを行った。基板温度などさまざまな条件を振ってスパッタを行い、最適な条件を探索した。
成膜したサンプルを、研究室で所有する冷凍機にインストールし、超伝導転移温度の測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
先行研究と同様に14 K以上の超伝導転移温度となることが確認でき、NbTiNが合成できたことが強く示唆される結果となった。また、基板温度を上昇させた方が超伝導転移温度がわずかに高くなり、先行研究と整合する結果が得られた。超伝導デバイスを製作するのに十分な膜質のNbTiN成膜ができたと考えられ、今後この成膜条件を用いて2次元共振器デバイスの製作を行って精密評価を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図 1 多元スパッタ装置を用いてSiウェハ上に成膜したNbTiN。四角片にスパッタできるよう、特注のホルダーを用いた。
図 2 抵抗測定の結果。高い基板温度でスパッタしたサンプル(S10) の方が、低い基板温度のものよりもわずかに高い転移温度で超伝導転移することがわかった。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件