地球シミュレータセンター

平成19年度 地球シミュレータ利用報告会

1. プロジェクト名

超伝導ナノファブリケーションによる新奇物性と中性子検出デバイス開発のための超伝導ダイナミクスの研究

Numerical Studies for Novel Superconducting properties and Neutron Detector Applications by Superconductor Nano-fabrication Techniques

2. プロジェクト責任者名

町田 昌彦

Masahiko Machida

3. プロジェクトの目的

最近の超伝導ナノファブリケーション技術の発展により、全く新しいタイプの超伝導デバイス開発の可能性が開けてきた。これを受け、放射線検出超伝導デバイス開発に関連したシミュレーション研究を行う他、その土台となるナノスケール超伝導体と関連する基礎物性研究を行う。

4. 今年度当初の計画

当プロジェクトでは、具体的に大きく分けて以下の二つの目標がある。

• 1)超伝導放射線デバイス開発に関連したシミュレーション研究では、中性子飛来の時系列検出、X線やγ線などの放射線検出のためのデバイス・シミュレーションを行う他、超伝導量子デバイスに関係したデバイス動作のシミュレーション研究も行う。
• 2)ナノスケール超伝導の基礎物性研究では、ミクロレベルでのシミュレーションを行い、ナノ超伝導体と同等な系であるフェルミ原子ガスの新奇物性も明らかにする。

5. 今年度得られた成果、および達成度

成果

上記当初計画の項目に従い、その成果及び達成度を記す。

• 1)超伝導放射線デバイス・シミュレーションでは、中性子検出のための熱応答型デバイス動作の温度依存性を調べ、デバイス内の温度と超伝導電子密度の時間変化が全く異なる時間スケールに従っていることを見出した。この結果、超伝導放射線検出の応答時間は超伝導臨界揺らぎの物理現象と密接に関係することが分かった。 80%
• 2)ナノスケールの超伝導体が示す基礎量子物性を調べるため、1次元及び2次元系の格子上で強く引力を及ぼし合う量子多体系の基底状態を厳密に解き、新しい非一様な粒子密度分布を示す相があることを発見した。 90%

達成度

• 1) 80%
• 2) 90%