磁束フロー型発振器を用いたサブミリ波分子分光

使用磁通量流振荡器的亚毫米波分子光谱

基本信息

批准号：
04640479
负责人：
川口建太郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04640479/
关键词：
サブミリ波発振器超電導発振器星間分子

项目摘要

最近新しいタイプの超伝導サブミリ波発振器として注目されている磁束フロー型(FFO:Flux‐Flow Oscillator)発振器をサブミリ波分子分光に応用して、その有用性を示す事が本研究の目的である。FFO素子は電子総合技術研究所の桐生・神代氏によって製作され、大きさは4×4mm(厚さ 0.3mm)で、スパイラルアンテナ構造をしている。はじめに素子を直接液体ヘリウムに浸す事により素子の電圧・電流特性を測定した。数ガウスの外部磁場を変化させると、超電流が立上がる電圧がなめらかに変化している事が確かめられた。その電圧より発振周波数は500-1000GHz付近であった。出力は最大70μWと見積られた。この出力を外部に取出して光源として利用するために、取出し窓付の金属製ヘリウムデュワーに装着し、素子を間接的に熱伝導で冷却する事を試みた。液体ヘリウムをデュワーに注ぐと素子が超伝導になるが、その時外部の磁束がトラップされる現象が認められたので、素子とデュワーの底板の間にヒーターを挿入して、超伝導温度付近で昇温、冷却を繰返すようにした。しかしこのヒーターにより、素子自体の冷却効果が悪くなり、ヒーターを加熱しない状態でも素子が超伝導温度以下に冷えなかった。これは素子と基盤の間の熱伝導の効率がよくない為なので、さまざまな低温接着剤を始めいろいろ試しているが、未だ冷却が不十分である。この方式がうまくいかなければ、素子全体を液体ヘリウムに浸した直接窓から電磁波を取り出す方法を開発する予定である。本科件費の一部を用い、上記実験と並行して分子分光用の吸収セルの製作を行った。短寿命の星間分子を放電および高温セルと組合わせて効率よく生成できる装置で、新しい星間分子MgNCの検出に貢献した。この分子は、星間空間で最初に同定されたマグネシウム化合物である。

这项研究的目的是将磁通流类型（FFO）振荡器应用于最近引起人们注意作为一种新型的超导式亚毫米波振荡器，以表明其有用性。 FFO元件由电子技术研究所的Kiryu Kamiyo生产，为4 x 4 mm（厚度为0.3 mm），具有螺旋天线结构。首先，通过将元件直接浸入液体氦气中来测量元件的电压和电流特性。已经证实，当更换几个高斯的外部磁场时，超电流的电压会平稳地变化。振荡频率比该电压约为500-1000GHz。该输出估计高达70μW。为了将此输出在外部进行并将其用作光源，它试图将其连接到带有出口窗口的金属氦露水上，并以导热率间接冷却元件。当将液体氦倒入杜瓦时，该元件变成了超导性，但是当时，将外部磁通量捕获，因此将加热器插入了杜瓦的元素和底部板之间，并且温度升高并在超导温度附近反复冷却。但是，该加热器可以防止元件本身的冷却效果，即使加热器没有加热，元件也不会在超导温度下冷却。这是因为元素和底物之间的热传导效率不是很高效，因此我尝试了各种类型的低温粘合剂，但是冷却仍然不足。如果此方法不起作用，我们计划开发一种直接从整个元素浸入液体氦气的窗口中提取电磁波的方法。使用该材料的一部分成本，与上述实验并行制造了用于分子光谱的吸收细胞。该设备可以通过将它们与放电和高温细胞结合在一起，从而有效地产生短寿命的星际分子，并有助于检测新的星际分子MGNC。该分子是星际空间中鉴定出的第一个镁化合物。