2005 Fiscal Year Annual Research Report
外部印加磁場の2次元走査法によるSQUIDの超伝導接合の形状及び配置の最適化
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16560312
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
中山 明芳 神奈川大学, 工学部, 教授 (90183524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
許 瑞邦 神奈川大学, 工学部, 教授 (10078298)
穴田 哲夫 神奈川大学, 工学部, 教授 (20260987)
阿部 晋 神奈川大学, 工学部, 専任講師 (10333147)
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| Keywords | 2次元走査 / 超伝導素子 / 超伝導電流 / 磁界変調 / フーリエ変換 |
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| Research Abstract |
(1)超伝導素子への外部磁場の2次元走査およびそのときの超伝導素子を流れる超伝導電流の最大値の測定の自動化と雑音低減をおこなった。超伝導接合と量子干渉計の接合面内をHxHy 2次元で走査し、超伝導電流値の約1600ポイントでの測定が1時間以内でできるようになった。
(2)次に、接合パターンをきめるマスクのパターンを簡易な光学系により作成できるようにした。この光学系によりやや大きいながらも接合の形が正方形以外の丸や三角形の形状の素子が簡易にできるようになった。また、新しいデザインの干渉計用フォトマスクが1日で作れるようになった。
(3)このプロセスで三角形の接合形状素子を製作した。この接合形状素子への外部磁場の2次元走査をおこない、超伝導電流の変調の測定結果が60度ごとの対称性を持つ結果となることが解った。一方で、接合を流れる超伝導電流の分布をフーリエ変換したものが磁界特性になることが考察され、計算機解析により数値解析結果を得て、実験結果を説明することができた。(4)接合が横に並列に配置した従来タイプの干渉計と、接合が縦に重なった構造の干渉計を作製した。後者の接合バリアが2枚縦に重なった構造の干渉計では、バリアの超電導体を勾配膜にし、バリア間の距離dをパラメータとする多数個の干渉計を同時作製した。そのバリア間の距離dの2nmから26nmへの増加に対して、超伝導ギャップ電圧は増加し、最大超伝導電流はほぼ一定もしくは微減する。同じくdの増加に対して、外部磁揚に対する超伝導電流依存性は、HxHy 2方向への回折パターンの積の傾向は不変で、少しフラウンホーファーパターンの回折パターン周期は大きくなった。
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