1991 Fiscal Year Annual Research Report
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01420007
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| Research Institution | Grant-in-Aid for Scientific Research (A) |
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Principal Investigator |
小林 俊一 東京大学, 理学部, 教授 (90029471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝本 信吾 東京大学, 理学部, 助手 (10185829)
大塚 洋一 東京大学, 低温センター, 助教授 (50126009)
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| Keywords | メゾスコピック / 臨界面低抗 / 電子線描面 / 微小トンネル接合 / SET |
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| Research Abstract |
この研究はミクロン以下の構造をもつ、いわゆるメゾスコピックな金属試料を用い、良く制御された条件下で伝導電子の干渉効果を観測することを目的として行なった。試料として、電子線リソグラフィ-の技術を使って設計された形状に切り出された金属試料と、島状蒸着と酸化を繰り返して作成した徴粒子膜、および徴細加工したゲ-トをもつ半導体へテロ界面の二次元電子の3種類を用いた。
電子線加工については、本年度は本研究の主要備品である電子線描画装置を用いて微小なトンネル接合の直列接合列を作り、電気容量の小ささに起因するク-ロン閉塞を観測した。また、前年度に成功した、電荷が素電荷に量子化されていることによるSET振動(単一電子トンネル振動)を、外部のマイクロ波と同期させることによって生じる、直流の電圧・電流特性の構造が、接合の数とバイアス条件にどのように依存するかを調ベ、素電荷の移動が1電子ソリトンの形で起っていることを示した。
半導体ヘテロ接合の2次元電子を電子線描画したゲ-トで整形することによって作成した、二つの並列ポイントコンタクトを用いて電子を干渉させ、一方のコンタクトの幅の変化によって電子の位相を変化させることができることを示した。これはベクルトポテンシャル、静電位につぐ新しい位相制御法である。
徴粒子膜を用いた研究では、本年度は直径が15Aのアルミニウム微粒子からなる2次元ジョセフソン接合ネットワ-クについて調ベた。常伝導状態の面低抗がR_Q=h/4e^2よりも小さいことが、試料全体に超伝導のコヒ-レンスが出現する条件であることを確かめ、以前の錫の結果とあわせて、この臨界価が普遍的であることを示した。さらに、膜に垂直な磁場をかけ、超伝導から絶緑体に転移させ、その場合の臨界的な面低抗もR_Q=h/4e^2であることを示した。また、十分に絶緑体的であるアルミニウム微粒子膜の磁気低抗を測定し、粒子間の結合をゼロにする極限では、15Aのアルミニウムは超伝導ではないことを示唆する結果を得た。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] S.Kobayashi: "Film of Oxidized Metal ParticlesーA new Solid with Characteristics Ranging from Disordered Metal to Tunneling Junction Network" Surface Science Report.
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[Publications] S.Katsumoto: "Interference through Prallel Quantum Point Contacts" J.Phys.Soc.Jpn.
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[Publications] A.Kanda: "Size Effects on Single Electron Tunneling in Oneーdimenesional Arrays of Small Tunnel Junctions" J.Phys.Soc.Jpn.
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[Publications] R.Yamada: "Global Coherence and Grain Size in Granular Superconducting Film" J.Phys.Jpn.
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[Publications] S.Kobayashi: "Phase Coherence and Critical Resistance in Superconducting Granular Films" NATO ASI Series,Series B:Physics Vol.245,Quantum Coherence in Mesoscopic Systems.
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[Publications] S.Katsumoto: "Phase Velocity Tuning in Quantum Point Contacts" Proc.IIA Symposium on Science and Technology of Mesoscopic Structures(Springer).
