Institute 工nstitute of of Eleotronios Electronics,，Information, 工 nformation and Co Communication unioation Engineers Engineers ，and 信学技 報 社 団 法 人 電 子 情 報 通 信 学 会 THE INST 正TUTE ， OF ELECTRONICS IEICE Technical Report SCE2011−7 （2011−7） INFORMATION AND COMmfUNICATION ENGINEERS SQUID 準 1 接合 比 較器 の 高 周 波 特 性 松 岡 宏 弥 † 宮 嶋 茂 之 ‡ 藤巻 朗‡ †名 古 屋 大 学 〒 464−8603 愛 知 県 名 古 屋 市 千 種 区 不 老 町 E −mail ： †matsuoka nuqe ． nagoya −u ． ac ． ＠super ． jp あ ら ま し 1−bit比 較 器 と し て 動 作 す る Qos 比 較 器 の 高 周 波 特 性 に つ い て 述 べ る。 実験 よ り得 られ た 遷 移 り 、グ レ ー ゾ ーン 幅 は 20GHz で 極 小 値 と な る こ と が わ か た 。こ れ よ り 低 い 周 波 数 で は 、遷 移 曲線 に い く っ テ ソ プ が 見 ら れ 、こ れ は QOS に い くつ か の 動 作 モ ー ドが 存在 す る こ とを示 唆 し て い る。こ れ よ り高 い 周 波数 ル ス 間 の 斥 力 相 互 作 用 に よ り グ レ ー ゾ ー ン 幅 が 広 が る こ と が 数 値 解 析 に よ りわ か た。 曲線 よ か の ス っ で は パ っ キ ーワ ー ド flux quantum ） QOS （ SQulD ， quasi−one −junction sFQ （ single High fヒequency ）， グ ーゾ ーン レ 比 較器 ， sQuID jullction −one − characteristic of quasi MIYAJIMA Shigeyuki Hiromi MArSUOKA comparator and Akira FUJIMAKI † ‡ ‡ Chikusa−Ku Nagoya −City Aichi †Nagoya University Furo−Cho ， ， ， nuqe ． nagoya −u ． ac ． E −mail ： †matsuoka ＠ super ． jp Abstract We describe high frequency characteristic ef QOS （ as a 1−bit comparatoL quasi−one →unction SQUID ）working In transition curves obtained experimentally ぬ e width of zone takes minimum at 20GHz curves include ， ，Transition gray several steps suggesting that there are some operation modes in QOS 。 The widths of gray zones become wide at 丘equencies higher than 20GHz ． Numerical analysis shows that the cause ofthis is repulsive interaction between ， pulses Keyword sFQ （ single flux sQulD ） quantum ） ， Qos（ gray zone quasi−one −junction ， 1 ．は 現 在 、微 小 ネル エ ギ ーを 高エ ネル ギ ー分 す る 超 伝 導 検 出 器 が 注 目 を 浴 び て お り 、そ 半導 体回 路 1桁 の 。そ の 応 ら れ る 。特 か ら い る 用例 と げ に X 2桁 ほ ど優れ て X 線 し て 解能 で 検 出 ン グ 在で は イ メ ーの 開発 が 進 め ら れ て 室温 の 半 導体 回路 問 題 とな 音流入 出器 の あ 。こ 性 能 を劣 す た め に SQUID る マ を 用 い の QOS 、す で に そ 的 超 伝導検 出器 と し た 3］ 。複 数 ［2 ］［ の ー化 る 。現 在 信 号線 の た 時 分 1 い る る い は 4 ］。 し か ［ コ ー レ 、 、 べ に伴 い 数 を減 ら 、 扱 う 帯 域 が 狭 く 、多 重 化 で き る 信 号 数 が 限 ら れ て い る 出 器 と単 一 一 ・ne束 量 子 っ 2K は 4． 、ま 、高 は 複数 の 超伝 導検 （SFQ ） 回 路 を 組 み 合 元 セ ン サ シ ス テ ム の 開 発 を行 で の 動 作 々 速 動 作性 て い る わ せ た 5・ 7 】。SFQ ［ 低 周 ーゾ ーン レ 波 Qos ）を 用 い る 行 に お い て が あ る 。 そ こ 。こ わ れ て き た で 今 回我 は 々 1 っ 々 で あ た 。こ 定 し て い る QOS の 電 、 流感 、高 速 QOS 、 は 、 れ ま で に こ の 評価 は 8 ］。 し ［ か し で 、一般 動 作 させ に る 必 要 比 較器 に お ける 高周 波 領域 の グ レ ーゾ ーン の 大 き さ を実 験 お よ び シ ミ シ ン か ら 評価 を行 っ た。 ョ 我 つ 出 力 が確 率 的 に変 化す る 領 の 検 出器 との 接 続 を 考慮 に 入 れ レ ュ ー 2 ．QOS 比 較器 2． LQOS 多次 我 回 路 す た 時 間分割多 重化の This article ls a technical report 域 （グ こ で の ド分 割 多 重 化 の し 、こ れ ら は うの が 現 状 で あ る 。そ こ で 我 。想 ア た め に の 。そ 耐え う 程度 で あ るた め 比 較器 に は 高感度性 が 求 め られ る。 ず れ も い 較 器 と して 動 作 す る 検 出 器 の 出 力 信 号 の 大 き さ は 数 pA の ーに ）の 開 発 を 行 評 価 い と 1−bit 比 レ 重要 な回路 度 波 領 域 で の 周 波 数 分 割 多 重 化 害［あ で QOS 信 号線 増 加 に 伴 う 、熱 流 入 や 雑 で は シ ス テ ム の は ア 、現 検 出 器 を 並 ア レ こ の 性 ン 中 SQUID QOS （quasi −one −junction の 元 セ サ る れ らは 極 低 温 化 で 動 作 す る 超 伝 導 検 ロ 開発 が 進 め ら れ て る と接続す る。 へ 化 させ イ ク を 目 い て くる の が っ で 等 多次 分 解 能 は の 検出器 テ ム を構 築す る こ とが 可 能で あ る ス る とい わ れ て い 能 は 実 用 in∫能 な 段 階 に ま で 達 し て い る ［1］ そ し て D ージ の は 回 析 や 元 素 分 析 な どが 挙 線検 出器 に 関 して は る シ comparator ， 100 −10000pixel 容 易 さ に よ り じめ に 。等 想定 比 較器 が 設 計 した 々 価回路内 し た 回 QOS に は 比 較 器 の 等 価 回路 図 を図 超 伝 導 検 出器 と 接 続 さ せ る 路 も含 ま れ て い る 、QOS へ 1に 示 こ とを の 入 力 を磁 気結 一 35 − be published elsewhere ， C bxLibrary NII-Electronic 眺 皇 麟 盈 、 、愚 星弱夛Service 、 v 、 欝 without and its and peer review ， polished ！or exIended version may P9 。 。 ． 。 Institute 工nstitute of of Eleotronios Electronics,，Information, 工 nformation and Co Communication unioation Engineers Engineers ，and 合に お い て 行 っ 。基 て い る 本的 な 動作は 以 下 の 通 り で あ る 。 検 出 器 に 電 流 変 化 が 生 じ た と き 、QOS 、QOS 流れ 全 体 の 臨 界 電 流 値 が 変 化 す る 。検 出 器 の 入 、サ 力電流 が あ る場合 IG が が 器 の て ス イ ス イ ス ッ プ リン グ パ ン チ す る た め パ ル チ し ッ 、磁 束 は ス エ 電流 変化が ない 場合 は イ うに 、 パ チ す る た め ッ 、こ し て の ル た め に 値は ス ケ が エ して 、検 ン ス Ll L2 お よび の × ノ 、 ．L 智 戚 、 v ） （ ・ Outp ユ 鍾 ↑ ｝ di （ 丶十 こ の 接合 で は 並列 に接続 され 熱雑 音 に よ り接 合 に 流れ る 電 流 が は 出 力 が 確 率 的 に な る 。実 際 に は 様 、Qos く。 グ 原 因 で 電 流 は ば らつ ー ゾ ーン レ とは こ の 揺ら 々 な 出力が あ る 。QOS 制御電 流を 、出 力 確 率 を 算 出 す る と 図 2 の よ う な 遷 移 曲 1〜 線 が 得 ら れ る 。 こ の 遷 移 曲 線 よ り 、出 力 確 率 が 0 ， 0， 9 の 幅 を グ レ ーゾ ーン の 幅 と し て 算 出 す る 。 確率 的 とな る部 分 の こ とで 高速試験 ／ ．・ セ フ ソ ン へ の の 直流電流 源を 3 ．実 験 3． 1． 遷移 曲線 ， I・ 气 丶 广 e／ ョ ー ゾ ーン 変化 させ R1 陀 ジ レ SSgBIAS 農■ 卩 Cun Sou 。 電 流感 度 と し て グ ト抵 抗 に 発 生 す る 熱 雑 音 が 発 生 す る 。理 想 的 出 。 る ン ぐた め こ の よ 。 た シ ャ な 状 態 で も 合 とし 動作す を 用 い て い る IQ 感 度 を 向上 させ るた の ダ ク タ 吶 ープ 接 ケ ス 後 の 。ま た され る は 出 力 され な い 比 較 器 ン を入 力 す る と、 ス が 出 力 され る。 そ ープ 、IE ス ル 回 路 は 1−bit 比 較 器 と 、で き る だ け Qos 、磁 気 結 合 部 分 の イ lnH と し て い る 。 ま に 電 流 が 2． 2．グ レ ー ゾ ー ン 我 々 は QOS 比 較 器 の c … t・ C 凵fretrt 旺 。こ た に お い の 用 い し 、そ ス イ ッ チ ン グ の 直流電源 状 態で サ ータ 、制 御 て 確率 か 電源 は 外 部 らの 制 御 電 流 を あ る 値 を 入 力 す る 。IG 定 ン プリ は 平 均 電 圧 法 で 求 め た 。電 圧 は ナ ノ ン グパ に 固 ル ス の 。ま た サ ン プ リ ン グ パ ル に は リ グ発 振 器 を用 、周 波 数 は 15GHz 、18GHz 、 20GHz 、25GHz 、30GHz 、35GHz で 行 た 。 サ ン プ リ ボ トメ ル ス に よ り 測定 ン し た い て っ eteCtor ン グ パ ル ス の 周 波 数 と出 力 の 周 波 数 よ り 出 力 確 率 を算 出 し 、遷 移 曲 線 を 得 て い る。 、高 速 で の 評 価 と 比 較 す る た め 、今 回 低 速 試 験 を用 い て 臼動 制 御 で も行 。低 速 試 験 は LabVIEW 1 つ の 制 御 電 流 に 対 し て 2500 回 の 試 行 を 行 い 、 行 た 。 の DC ン バ ータの 出 出 力 確 率 を と た 。 出 力 は SFQ 〆 力 を 観 測 し た 。 サ ン プ リ ン グ パ ル ス は 1kHz と し た 。 また 図 1． QOS QOS 比 較器 等 価 回 路 図 。点 線 で 囲 ま れ た 部 分 の 。QOS 比 較 器 の 電 流 感 度 を 評 価 す る た め 検 出 器 を 模 擬 し て 、1Ω の 抵 抗 を 挿 入 し て い ー タ の 値 は 、Ll ；L2 ＝lnH ，L3 ＝11pH， る 回 路 パ ラ メ Rl ＝lkΩ ， R2 ＝0 」 2 Ω ， R3 ＝10k Ω ， IE＝45pA ， IG ＝9epA ， ； IQ 30 μA 。 が を構 成 して い る 。 っ た っ コ っ 本 回 路 は ISTEC 9］ 。作 ［ 製 され た の 標 準 QOS 2 プ 比 較器 ロ の セ ス を 用 い て チ ッ 作製 し た プ 写真 を 図 3 に 示 す。 r ． 一 繖 一 一 辮嶋 i1 ト ． 1 00 画 一 一尸 一一 ． ． o． 8070 Sampling Pulse ヨ … 賦 a ． 盈 60 0 O 」 50 1 「 § ニ ト q 40 リ ． 1 QO ．． ． ・ し 30 … 旨 ． 200 ． 1 一 齢 ． 10 ． ． 一． … 0． eo ． ・ −50． 150 ． Q 100． 0 0 佳 皿 “ 轟 1 † … ． 遷 旨 ト α ： … ． ． 旨 1 鼠 ト … 萋 奮 蟇 」 ξ 霍 」 zone 目ray 図 2横 軸 に 比 較器 ゾ ーン の 遷 移 曲線 。こ 9pA 幅 は 18 ． で ． 、縦 制 御電 流 の 、 ． 軸に出力確率 を と っ e10 ． zeo O た 遷 移 曲 線 よ り得 ら れ た グ ある Output 鬻 12， 9 μ 0 0 50 0 100 O l5ao Control CurrenqPA1 Contro］ Current 十 鬘 帥 QOS BIAS 十 嚢 μm QOS レ ー 図 3， QOS 比 較 器 の チ ッ プ 写 真 。 一 36 一 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library Institute 工nstrtute of of Eleotronlos Electronics,，Information, 工 nformatlon and Co Communication unloatlon Engineers Englneers ，and 4 図 1DO に 実 験 に よ り得 られ た 遷 移 曲 線 周波 数 080 一 一 一60 雪 O」 』 一 ｝ 9謂 Oalo ロ 診 Ω よ り低 テ の ス モ ー む IE は ル ス の ・ 1500 ・ 1000 ・ 〜aG OO 500 1自00 15DD 2000 Con電ml c ロrrent ［ 騨A ｝ 接合 の 動 作 モ 100 の ス ー べ に 比 、ス 臨界電流値 イ ッ イ ッ チ くつ か チ しに くい 接合 とな 電 流 、サ ス 順 番 が異 な の ン い る 動 作 の 。 て い っ 3つ る。 プ リン グ パ IG 、 IE 、 IQ 。考 え て く る っ 、IG 、IQ 、IE ドと し て は くつ か い 大 き く 、負 荷 が 接 続 さ が られ る の 接 合の 同時 で パ ル ス が 出 力 され を含む ル ープ に 磁 束 の チ や 、次 の る 。QOS サ ン ブ リン グパ 、こ に は ル ケ ープ され ドが 存 在 し 、実 際 に よ り 、エ ス れ らの 動 作 ー モ ス の 。 、バ イ ア た ず 、グ レ 実 験 で は 複 雑 な 振 る 舞 い を し て い る と 考 え られ る 皀ロ 欝 Ooze ま た 、18GHz で は バ イ ア ス ス 値 低い と ろ で は 、出 の ーゾ ー ン ooo ． 1 OO ・ 100G シ 一0 瓢 00 590 踟 0 15 α 幅 の 析 中で あ るが 0 2Ω00 Co 炸troに ロ rro 匪t［酵A 隼 ク タ ン こ 、こ れは が 影 響 して レ ーゾ ーン い ン た っ ＝1nH 、L2 が 狭 く 1に 力 確 率 が 算 出 が で きな か ス ージ マ 。 満 理 由は 現在解 こ の と い う大 き な イ る 可能 性 を 考 え て い る ン ダ 。 ◎ 3． 2． グ 080 調 鑛 ？ ． 一 一 50 ． O 亠 壽4 60 09 瓢 、 20 li 9 °° F． 閲 ■rO ・ ISP 500 σ 三〇〇 ・ 0 5口 D lcao Control Cur ヒ［ 凾 田既 σ 1 工500 209 Ω k＿ 、。 。 ＿ …． 一 墨 一 一 一 ＿ 2DO ． 癒 一 一＿ 毳 邏 … 冖一 奪 10 o 100 （地 A 禽 コ ・ qG6 BIAS ◆ 180uA 撫 i70uA ゑ 15G聰 AX15 7ee 98o む40 評価 90 080 50 000 の ． ． O 一 ぬ O」 一 冨 ξ 仏 にい 周 波 数 に よ り 、QOS を 構 成 し て は む O 10 QOS れ は 途 中に が 保 持 さ れ る よ うな 状 態 が 存 在 す る 。こ の 磁 束 の 保 持 欄 需 凋 6O 閏 月 」 ” ＝ 4 O り 診 ユ ッ た後 080 。こ 、ま た 、IG の ス イ ッ チ 、IG −IQ −L3 の ル ー プ や 、IG −IE イ ス 周 波数 。 。 を示 す こ と が わ か る にお い て遷 移 の 、入 力 電 流 、バ イ ア こ の た め 000 仕 方が 異 な る の プが見 られ た ッ れ て い るた め 酪 い ドが 存 在 し て い る こ と を 示 唆 し て い る IG よ り遷 移 に 20GHz 一部 の 轟 喬 DO O ΣO ZO 30 40 FreqtiencvlGHz1 080 図 5， 実 験 か ら得 られ た グ 旧 冩 2 0 60 夛 辱 30b 告 μ ユ ” コ40 O α 00B 5 図 20GHz ・ 齟 1500 に グ レ で ーゾ ー ン の 幅 の 幅 の 周波数依 存 周 波数 依存性 を示 す。 極 小 値 と な り、 れ よ り高 幅 は大 き な値 とな っ こ 二〇DO 500 500 工OOO eentrol CurrentlpAI 00 a） 15GHz 周 波 数 は そ れ ぞれ （ 、サ ン I500 ZDOO ブ リ ン テ グ パ ル 、（b ）18GHz 、（c ）20GHz 、 ッ プ が 消 え 、グ 、旦8GHz に る。こ れ は ーゾ ーン の 幅 が レ い 周 波数 で は グ て い る 。図 にお け る遷 移 曲線 で は 低周 波 に お 実 験 か ら得 ら れ た 遷 移 曲 線 図 4． ス の ーゾ ーン 020 ーゾ ーン 性。 嵩 レ い ーゾ ー ン の 幅 が て グ レ ーゾ ーン て 3 よ り 見 られ 20GHz て い た ス 極小 値 とな っ た ま た お て い 回 路 内 の ど こ か で 共 振 が 起 こ り 、グ い レ 幅 が 極 大 値 とな 。 っ レ 極 大 値 と な っ た と 考 え られ る 。 （d ）30GHz 。 一 37 一 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronlo Library Service Llbrary Institute 工nstrtute of of Eleotronlos Electronics,，Information, 工 nformatlon and Co Communication unloatlon Engineers Englneers ，and レ ーシ ョ ン 4 ．シ ミ 4． 1． 遷移 曲線 レ ーシ s ン で 用 い シ ミ レ ーシ シ ミ ン は ノ イ ズ 1000goo800 ュ ュ ュ ョ Gsim−n ）と ノ イ 行 っ た を仮 定 シ 。 し ミ ズ 、次 ーシ ョ ン 6 成 分 を 含 め た シ ミ 成分 を 含め な レ ュ た 等 価 回 路 を 図 い シ ミ レ ュ に示 す。 レ ュ ータ ノ イ ズ 成 分 と し て 式の 熱雑 音電流の 値 を入力 した ア0 耋 § しo5o ータ ne6e （ jsim）で 、熱 。 喜 804e δ e390zo 雑 音 olcooc 霆＝ 薬鳧 鱗 鎌 こ こ で 、kB は ボ ル ツ ン 定 数 、B は 帯 域 幅 、T ； 4， 2K で あ る。 熱 雑 音 は 、 図 1 内 に お い て QOS を 構 成 し て い る 接 合 IG 、 IQ 、 IE の シ ャ ン ト抵 抗 で 発 生 し て い る も の と し た 。 の 入 力 は 磁 気 結 合 で は な く 、直 接 入 力 で ま た 、Qos 行 て い る 。 サ ン プ リ ン グ パ ル ス の 周 波 数 は 、5GHz 、 10GHz 、15GHz 、20GHz 、25GHz 、30GHz 、35GHz 、40GHz で 、試 行 回 数 は そ れ ぞ れ 500 回 行 い 、 出 力 確 率 を 算 出 し た 。ジ セ ブ ソ ン 接 合 は ス イ チ す る と位相 が 2 変 化 す る 。IG の 位 相 変 化 と IS の 位 相 変 化 よ り 出 力 確 率 を 算 出 した 。 一部 レ ーシ ン に よ り得 ら れ た 遷 移 曲線 の シ ミ レ ーシ ン を 図 7 、8 に 示 す 。ノ イ ズ を 含 ま な い シ ミ マ ． 10Q 100 0 080 e アo へ っ ョ ッ ュ π ョ ョ ュ にお け る遷 移 曲線で は 、制 御 電 流 が 正 出 力 確 率 が 、急 峻 に 立 ち 上 が 。ま た 、負 の 側 、 O． 5 で プ ラ トーが が 広 くな て い た 上 が りの 時 れ なか た っ っ つ ーシ ン で グ レ ーゾ ー ン レ ュ が ョ は 。こ 、立 り 、グ レ の 側 っ ま り立 ち ーゾ ー ン 、グ み られ レ ー ゾ ーン れ に 対 し 、ノ イ ズ を 含 め た 下 りに 対 し 幅 は広 く な っ 、立 ち 上 。これ て い た え ら れ る 0 tee 兜 莠 詈 D 鬘 。 、。 。、 。 、。 葛 。 、e OIO OID OGe ． 50 r10D 0 50 Contrdi CurrentlPA 】 図 7， ノ イ ズ 成分 を含 （a ）15GHz れ ん だ シ 。サ プ リ 、（b ）20GHz 。 れ た 遷 移 曲線 ン ミ パ グ ン ュ ル レ ージ ス の ョ 100 ン よ り得 ら 周 波 数 は そ れ ぞ 、 幅 10Dogo080D70 1 ミ シ よ り 、制 御 い 50 eOntral CurtentiPAl 嘔 が りの ほ う 電 流 が 正 の 側 の ほ うが 雑 音 の 影 響 が 大 き く出 て 考 は 見 ら ま り立 下 りに お い て は ・ 50 匿 06P 晦｝ 瑁 る と £ 。 富 」 「 醒内 げ 一 一 … 炉 弓 く ・厨 誓 9040803GOZOO10000 q 匸恩 B 矚 申1 睡 A 135 臨 A Sampling pulse ． 攤 13 馳 A 噸 ■ 一 頻 125 ロ A ． 一 一 loo1QO0900 弱 M α D 鰍 ，に … 50 100 5 【幽 飢 ． ．． r ． 80070 Co 耐 Cu π en 電 雫 Output 唇 ξ らoso … b （ ） “ 言 ． 一 一 一 巾 」 内尸 「 一7 苫e − Q saAS −・ 一 030o1o010000 申14 “ 135 凵 A 胴 30uAF ■■ 1ZsuA 『 ． ． 10D 50 ｛ …肋 巾…苗岫 h「 一 ． 「 略 旨 ｛ 」° ◎ シ ミ 図 6． レ ュ ーシ ラ メ ータ ョ ン で 用 い た QOS の 等 価 回 路 図 。回 ＝ ・ −6 ． L2 9pH ， L3 6pH ， 路 、Ll ＝11pH ， ＝ ＝ ＝ L4 ＝2pH ， L5 ＝2pH ， IE 45pA ， IG 90 μA ， IQ 30pA ， ＝ ＝ ・ ＝ ＝ 10k Ω ， IS 216pA ， Il 216 戸A 12 110pA ，13 156 陟A ， Rl ＝ パ の R2 ；lk Ω ，RE ＝8 ， 30 Ω RG ＝4 ． 15Ω ， RQ ＝12． 45 Ω 。 ， か 艸 ノ 図 8． ｛ 。サ ン b）20GHz 。 （a ）15GHz 、（ 0 Cont− OtCUtttnt ［吟 亅 イ ズ 成分 を含 ま な ら れ た 遷 移 曲線 1II 」 ユ 値 は ， 蜘 蠍 い シ ミュ プ リン グ パ レ ル 50 ！oo ーシ ス の ョ ン よ り得 周 波 数 は 、 一 38 一 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronlo Library Service Llbrary Institute 工nstitute of of Eleotronios Electronics,，Information, 工 nformation and Co Communication unioation Engineers Engineers ，and ー 4． 2． グ レ 図 9 に グ レ ーゾ ー ン ーン の 評価 ーゾ ーン 幅 の 周 波 数 、20GHz 6 ．結 論 依存性 ら増 加 し て か こ れ よ り高 い 周 波 数 で は て しま い ゾ 幅は 出 力 した 後 接合 が イ ス 、出 力 に影響 が 出 しま て 、次 の パ ル 我 。 を ス が 来 ス い 、評 価 し た QOS ・ ・ 45 ・ 漉 ヨ i 肇 ヨ 饂 一 華 ヱ σ 湘 L 廴曝 。 a 論 轢 ＿ ＿ ＿＿ 点 135uA 130uA ュ レ lo Freq闡e 擁騨 ーシ ョ O． 5 の おい て と考 え られ る 幅 の 、立 は 、こ の た。こ 。 IGHII ン よ り得 られ た グ レ 、ノ 含 ん だ シ ミ 、どち レ ュ 、立 ら も 領域 で は れ が 実際 ち 上 が り の ほ うが 大 き な値 と な レ イ ズ を含 ま な と き の ほ うが グ レ っ て お ーシ い ョ シ ミ ーゾ ーン よ り 、熱 雑 音 は 制 御 電 流 が 正 ーシ ー ゾ ーン 20GHz IQ 周 波数 で は ーゾ ーン この 原 因 と して る 等 価 回 路 に は イ ン ダ ク タ ン ス な い こ の 影 響 が 出 て の 実験 で も 、立 下 り、こ の 沿 っ ン ン とで 一致 ュ レ ン レ ーシ ス っ て い る こ とが わ か の 、複 数 び数値 解析 を進 め ーゾ ー ン レ の ス テ 幅 よ り 。引 き 続 ー ドが モ た っ 動 作 の 、高 い 幅 ）が 得 ら れ る 条 件 を 採 。 7．謝 辞 、出 力 。数 値 て レ が ョ ン で は 立 っ て い 作製 、産 業 技 術 総 合 研 究 所 が に は 一部 寄 与 ミ ーシ い し て ， る N ， と ノ ， 3 】J．Beyer ［ な どが 考慮 さ ． D ．Reintsema ，S ．W ． ，P ，A ，J，de Korte ，C ． G． C ．Hilton，L ．R ， Vale and K ， ，M ．Mac Intosh ， “ D ． Irwin performance of 32 − Channel Time −Division SQUID Multiplexer fer Crygenic ” Detector Arrays ，IEEE Trans ，AppL Supercond ． ，voL 649 −652 ， 2003 ． l3 ， pp ， 4 ］K ，D ．Irwin，M ． D， Niemack ，」． Beyer ，H ， M Cho ，W ［ se ，G ．C ．Hilton，C ．D ．Reintsema ，D ．R ． BDori Schmidt ， Ullom ， 」 J， N and L ． R． Vale 」Code −division of superconducting multiplexing ” transitin −edge sensor arrays ， Supercomd ． Sci 2010 ） TechnoL 23 ，034004 （ 5 ］A ，Bozbey ，S ．Miyajima ，H ，Akaike and A ．Fujimaki ， ［ ‘ Single−flux− quantum clrcuit based readout system Nam ， ョ ン にお け TES ， と い う大 き な “ 時 よ た of 2 ］KD ， Irwin SQUID multiplexers for transition −edge ［ ” sensors Physica C voL 368 203 2002 ． ， ， ，pp ， −210 ， 下 り っ ray Microcalorimeters with a Novel AbsQrber X ・ ”in Plastics 2nd ed ． Vol ．3 peters， Ed 」． Design pp ， 15−64 ． New York ： McGrew −Hil1，1964 ， る。こ れ の ．Iyomoto ，R ． L． Kelley ， C ， A ． Kilbourne ， f． Porter ， s． “ J． Smith ， Performance J ．Sadleir and S ． ーゾ ュ レ ーシ ョ い た る。 、シ ュ の 題 番 文 献 −D ， P． A ， Bandler R ． Brekosky ， A ， Brown J， ［1］SR ． ， − Figueroa Feliciano Chevervenak E F ， M ． Finkbeiner， ， ， して い た。し プ が み られ な か っ げ られ る っ と きの ほ うが 負 ッ ン ョ 験 に よ り得 結果は実験 ーシ 幅は広 起 こ り よ り も グ 、今 回 行 た シ ミ レ 、図 1 に お け る Ll ＝lnH や 、浮 遊 イ ン ダ ク タ ン ス とが 挙 い ュ で は 見 ョ 斥 力 相 互 作 用 が 原 因 で グ ル 幅が広が 、及 間 ーシ 、今 後 、実 際 の 実 る 。ま た 、20GHz レ 、 レ ュ 実 験 とシ ミ の 高 策す る が位 相差πの 変 化で ス よ り も低 い 周 波 数 に お い て 得 られ た 遷 移 曲線 に は れ て い ョ ち 下 が りで り も 、大 き く 影 響 す る と 考 え ら れ る 。 ン で ドが 存 在 し て い る と 考 え は シ ミ た 数 値 解 析 を 行 う必 要 が あ パ こ れ は 。 兇 付 近 に ブ ラ トーな 領 域 が 見 ら れ た イ ズ を含 ん だ シ ミュ か し 動作 っ い び ノ イ ズ を イ ッ チ し て い ーン の 得 られ た に よ り プ が み られ た ッ ー 、 幅 は極 小 値 とな こ の 開 発 は 、科 学 研 究 費 補 助 金 基 盤 研 究 （S）（課 号 23226019 ）に よ る 成 果 で あ る 。 ま た 本 研 究 に 用 られ た 遷 移 曲線 で は また テ ス た。こ れ は実 際 電 流 感 度 （小 さ い グ A3Z104 5 ．比 較 実 験及 に の い 回 路 解析 、こ か し っ き 、実 験 波 数依存性。 確 率 が くつ も い 、実 験 ン を ョ で は ョ 出 現 す る 条 件 を 明 確 に し 、周 波 数 依 存 性 が な く ◆ 140目A ◎ 01 シ ミ 図 9， の 周 レ 較器 の ュ ュ ーゾ ーン 沿 10 。し られ な か 【 5 冒 30 0 0嬋 澄 」5 劇 付 近 で グ ミ シ で 回 路 が 異 な る た め と考 え ら れ 《 二 と くつ も の 動 作 モ に い られ る ◇ お よび シ た。こ れ よ り 低い 周波数 で は 遷 移 曲 線 に は 50 、実 験 。実 験 結 果 い て つ 20GHz ど ち ら も っ QOS 比 ミ レ ーシ ー レ シ ン は 今 回 レ bit比 較 器 と し て 動 作 す る 々 高周 波特性 に 行 。 て い た っ レ が わ か る の チ し 、パ ル ッ 、安 定 状 態 に 戻 る ま で に る い す 。グ を 示 。 ¢ ， 。 実 際 の 実 験 で は る と 推 測 で き る 。今 後 、実 際 た数 値解析 を す る 必 要が あ る u こ れ ら の 実験 に L using time to digital for detector ” arrays by Appl ， Supercond ． voL l9， ， conversion ，IEEE Trans ， 509 −513 ，2009 ． pp ． 6 Y Higashi ， S ． Miyajima ． ［】 ， 1． Nakanishi and A ． 一 39 一 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library Institute Institute of ofElectronics, Electronics, Information, Information, and and CommunicationEngineers Communication Engineers Fujimaki,. 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