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2009 Fiscal Year Annual Research Report

超伝導多層導波路の高密度三次元設計と評価

Research Project

Project/Area Number 18080004
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

水柿 義直  The University of Electro-Communications, 電気通信学部, 教授 (30280887)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 守屋 雅隆  電気通信大学, 電気通信学部, 助教 (80282911)
小林 忠行  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00123969)
Keywords超伝導 / 集積回路 / インダクタンス / マイスナー効果 / 超伝導量子干渉素子 / ストリップライン / DA変換器 / 単一磁束量子
Research Abstract

本年度においては、前年度までに得た「数値計算による超伝導三次元構造導波路の物理パラメータ抽出技法」について対外的な発表に精力を注ぎ、査読付き論文の投稿・出版や各種国際会議・国内学会での口頭発表を行った。
さらに、超伝導集積回路に必須となる超伝導グラウンドプレーン内の電流分布に関する数値計算を行い、その結果を実験結果と比較したところ良い一致が得られた。そこで、超伝導グラウンドプレーン内の電流経路を制御する方法についていくつか検討し、従来から経験的に知られていた電流の注入点と排出点との距離依存性を定量的に評価した。左手系要素を組み込んだ回路については、その数値計算の過程において間接発振器動作が見出され、その特性に関して種々のパラメータ依存性を明らかにした。これらの結果については、現在投稿中もしくは投稿準備中である。
また、実際の単一磁束量子回路の設計にも取り組み、ディジタル-アナログ変換器への応用を目指した2つの基本回路要素の高機能化を行った。一つは、電圧増倍回路で使用される電圧増倍セルの増倍率向上であり、これまで1倍もしくは2倍の増倍率であったものを、4倍の増倍率を可能とする回路構成とパラメータを見出し、その動作を実証した。もう一つは、単一磁束量子パルス数を増倍する回路の増倍率の可変とする回路の考案であり、これまで固定だった増倍率を4段階に可変できる回路の動作を実証した。本研究で考案した回路方式には拡張性があり、1024段階の可変も可能である。これらの成果についても、現在投稿準備中である。
本年度は特定領域研究の最終年度であったが、この特定領域研究の全期間において、これに参加した他大学との技術的な交流および情報交換が活発に行われ、本研究課題でも多くの成果をあげることができた。

  • Research Products

    (12 results)

All 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Magnetic Isolation Enhanced by a Superconducting Loop in Josephson Integrated Circuits2009

    • Author(s)
      Y.Mizugaki, R.Kashiwa, A.Kawai, M.Moriya, K.Usami, T.Kobayashi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 48

      Pages: 073001-1-073001-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ニオブ集積回路における平行線路間の相互インダクタンス評価2009

    • Author(s)
      河合章生, 柏竜太, 守屋雅隆, 小林忠行, 水柿義直
    • Journal Title

      電子情報通信学会和文論文誌C J92-C

      Pages: 523-530

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Stacked-SQUIDを利用した電圧増倍回路の動作検証2010

    • Author(s)
      田中丈之, 斎藤淳, 小林忠行, 守屋雅隆, 水柿義直, 前澤正明
    • Organizer
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] DA変換器応用を目指したパルス数可変増倍回路の設計と動作検証2010

    • Author(s)
      斎藤淳, 田中丈之, 守屋雅隆, 小林忠行, 水柿義直, 前澤正明
    • Organizer
      電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      機会振興会館(東京都)
    • Year and Date
      2010-01-20
  • [Presentation] Design and Operation of the Voltage Multiplier Cell with a Stacked-SQUID2010

    • Author(s)
      田中丈之, 斎藤淳, 小林忠行, 守屋雅隆, 水柿義直, 前澤正明
    • Organizer
      Superconducting SFQ VLSI Workshop(SSV 2010)
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(横浜市)
    • Year and Date
      2010-01-13
  • [Presentation] Design and Evaluation of Stripline Inductances in Superconducting Multilayer Integrated Circuits2010

    • Author(s)
      水柿義直, 守屋雅隆, 小林忠行
    • Organizer
      Superconducting SFQ VLSI Workshop(SSV 2010)
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(横浜市)
    • Year and Date
      2010-01-13
  • [Presentation] Mutual Coupling between Two Superconducting Strip Lines Horizontally-Placed in Niobium Integrated Chips2009

    • Author(s)
      Y.Mizugaki, A.Kawai, R.Kashiwa, M.Moriya, Tadayuki Kobayashi
    • Organizer
      9th European Conference on Applied Superconductivity(EUCAS 2009)
    • Place of Presentation
      ドレスデン工科大学(ドイツ)
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] Analytical Calculation for Inductance of Superconducting Stripline2009

    • Author(s)
      Y.Mizugaki, A.Kawai, R.Kashiwa, M.Moriya, T.Kobayashi
    • Organizer
      International Superconductive Electronics Conference 2009(ISEC 2009)
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂(福岡市)
    • Year and Date
      2009-06-19
  • [Presentation] Stacked-SQUID-based Voltage Multiplier Cell Generating Twofold or Fourfold Voltage2009

    • Author(s)
      田中丈之, 小林忠行, 守屋雅隆, 水柿義直, 前澤正明
    • Organizer
      International Superconductive Electronics Conference 2009(ISEC 2009)
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂(福岡市)
    • Year and Date
      2009-06-18
  • [Presentation] Design and Operation of 2^n-fold Variable SFQ Pulse Number Multiplier2009

    • Author(s)
      J.Saito, R.Kashiwa, A.Kawai, T.Tanaka, M.Moriya, T.Kobayashi, Y.Mizugaki, M.Maezawa
    • Organizer
      International Superconductive Electronics Conference 2009(ISEC 2009)
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂(福岡市)
    • Year and Date
      2009-06-18
  • [Presentation] Magnetic isolation enhanced by the Meissner effect of a superconducting loop in multi-layered Nb integrated circuits2009

    • Author(s)
      Y.Mizugaki, R.Kashiwa, A.Kawai, M.Moriya, T.Kobayashi
    • Organizer
      Superconducting SFQ VLSI Workshop(SSV 2009)
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂(福岡市)
    • Year and Date
      2009-06-15
  • [Presentation] Mutual Inductance between Two Strip Lines Sandwiched by Two Ground Planes2009

    • Author(s)
      Y.Mizugaki, A.Kawai, R.Kashiwa, M.Moriya, T.Kobayashi
    • Organizer
      Superconducting SFQ VLSI Workshop(SSV 2009)
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂(福岡市)
    • Year and Date
      2009-06-15

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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