2017 Fiscal Year Research-status Report
走査スクイド顕微鏡による非c軸配向酸化物超伝導薄膜中のジョセフソン磁束の直接観察
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15K06449
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
有沢 俊一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (00354340)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 和弘 金沢工業大学, 工学研究科, 教授 (50356606)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 走査SQUID顕微鏡 / 超伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導体中では磁束が量子化されるが、層状構造を持つ酸化物超伝導体ではその大きな異方性から、磁束量子は大きく扁平したジョセフソン磁束となる。Bi系超伝導体は固有ジョセフソン効果を発現する代表的材料であるが、薄膜を材料として用いることが実用化上必須である。一方、同効果を用いたデバイス作製には、磁束の微視的挙動の解明が不可欠である。本研究では走査SQUID（超伝導量子干渉素子）顕微鏡を用いて非c軸配向のBi系超伝導体単結晶薄膜を観測し、固有ジョセフソン効果を利用したデバイス作製を目指してジョセフソン磁束の挙動を直接観察することにより可視化するものである。
3年計画の最終度となる本年度においては、観察に必要な薄膜の向上、薄膜の評価、走査SQUID顕微鏡による測定を実施した。
測定対象となる超伝導薄膜の膜質の向上に関しては、基板および膜自体の作製が前年度より進み、評価手法も向上することができた。また、得られた薄膜を使用した走査SQUID顕微鏡による試料観察も進め、目的とするジョセフソン磁束に関しては学会発表水準のデータが得られた。しかし、試料の微細加工および走査SQUID顕微鏡測定に関しては、装置の故障や装置のマシンタイムの不足もあり、本年度は最終的な目標となる十分に明瞭な結果を得るには至っていない。走査SQUID顕微鏡による磁束量子の観察、データ解析および発表とりまとめにやや時間を要するため研究計画の変更を行い、期間を延長とした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度においては、本研究で用いる主たる装置となる走査SQUID顕微鏡の構成品に交換を必要とする故障が生じ、時間と費用を要したこと、本装置を用いる課題が他にも多数出てきたためにマシンタイムおよび実験・データ解析時間が十分に取れなかったこと、また一部予想外の結果が出たため追加の実験が必要となったことなどを総合的に判断し、実験および発表スケジュールを見直し、延長申請を行うこととした。これらにより、やや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度は延長の年度となる。H30年度は、29年度に積み残しとなった点について行う。これまで得られてきた薄膜を利用し、測定に耐える微細加工条件の向上と、走査SQUID顕微鏡による測定とデータ解析を主として行う。膜質はほぼ十分なものが得られてきているが、本研究においては高品質の薄膜を使用することが非常に重要であるため非c軸配向膜の構造や超伝導特性のさらなる特性向上も引き続き進める。4年にわたって行って得られた結果のとりまとめを行う。
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| Causes of Carryover |
現在までの進捗状況でのべた理由により、研究計画のリスケジューリングを行った。それに伴い、次年度使用額には液体ヘリウムその他消耗品および発表にかかわる経費として充当する予定である。
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