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2007 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ超伝導の新奇渦糸状態の相互作用

Research Project

Project/Area Number 18540354
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

加藤 勝  Osaka Prefecture University, 工学研究科, 准教授 (90204495)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小山 富夫  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30153696)
町田 昌彦  日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (60360434)
佐藤 修  大阪府立工業高等専門学校, 総合工学システム学科, 助教授 (60290764)
Keywords超伝導材料・素子 / 磁束相互作用 / ナノ超伝導 / ナノ材料 / 物性理論
Research Abstract

d波長伝導体とs波超伝導体を組み合わせたdドットと呼ぶ超伝導複合体間の相互作用が、そこで生じる半整数自発磁束によって距離や方向に依存する特異なものになることを明らかにし、それを利用して、dドットを配置することで新しい論理デバイスを構築できることをギンツブルグランダウ方程式を利用したシミュレーションで立証し、さらにその動作速度がピコ秒になり次世代の論理デバイスの候補になることを示した。
d波超伝導体の微小超伝導体において、エネルギーギャップ内のオーダーパラメーターのノード方向の準粒子状態が、超伝導体内に閉じ込められる為に特異な変調構造を持つことを、ボゴリューボフドジャン方程式を解くことで示した。この結果は、変調を受けた準粒子状態が磁束間の相互作用を変化させ、磁場下での磁束構造に影響を及ぼすことを意味している。
非対称な超伝導ネットワークにおいて、電流による磁束の運動に整流効果(ラチェット)があることを、1次元の有限要素法を用いたギンツブルグランダウ方程式のシミュレーションで示した。特に、交流電流をかけた場合には、転移点近傍では直流電圧が生じることを示した。この結果は、超伝導ネットワークの形状による、磁束の制御の可能性を示している。
磁場下でのランダムな超伝導ネットワークにおける渦糸構造を調べ、磁場を増加した場合の磁化過程に特異な構造が生じることを示した。これは、多孔性の超伝導体のモデルとして考えており、特異な磁束構造は磁束のピン留めによる臨界電流の向上等の応用につながる。

  • Research Products

    (52 results)

All 2008 2007

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (41 results)

  • [Journal Article] Macroscopic quantum effect in intrinsic Josephson junctions containing magnetic flux2007

    • Author(s)
      T. Koyama, M. Machida, M. Kato, T. Ishida
    • Journal Title

      Physica C 463-465

      Pages: 985-988

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Superconducting symmetries of nano-strustured anisotropic superconductors2007

    • Author(s)
      M. kato, T. koyama, M. Machida, T. Ishida
    • Journal Title

      Physica C 460-462

      Pages: 1436-1437

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum dynamics of the phase difference in an assembly of closed 0-π Josephson junctions made by d-and s-wave superconductors2007

    • Author(s)
      T. Koyama, m. Machida, M. Kato, T. Ishida
    • Journal Title

      Physica C 460-462

      Pages: 1305-1306

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vortex(particle) and antivortex (hole) doping into superconducting network2007

    • Author(s)
      T. Ishida, M. Shimizu, Y. Mastushima, M. Hayashi, H. Ebisawa, O. Sato, m. Kato, K. Satoh, T. Yotsuya
    • Journal Title

      Physica C 460-462

      Pages: 1226-1227

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of weak impurity potential on the quasi-particle states in high-Tc superconductors2007

    • Author(s)
      M. Kato, k. Maki
    • Journal Title

      Physica C 460-462

      Pages: 1031-1032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Artifical Spin System Using Composite Structures of d-and s-wave Superconductors2007

    • Author(s)
      M. Kato, M. Hiryama, S. Nakajima, T. Koyama, M. Machida, T. Ishida
    • Journal Title

      J. Magn. Magn. Mater. 310

      Pages: 495-497

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Votex Doping into Finite-Sized Supercondcting Neteorks2007

    • Author(s)
      T. Ishida, Y. Matsushita, M Shimizu, M. Kato, M. Hayshi, H. Ebisawa, k. Satoh, T. Yotsuya, O. Sato
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics 21

      Pages: 3177-3179

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical simulation for thermal relaxation of hot spot in MgB^2 neutron detector2007

    • Author(s)
      M. Nishikawa, M. Kato, T. Ishida
    • Journal Title

      Physica C 463-465

      Pages: 1115-1118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quasi-particle spectrum of giant vortex states in a square nanoscopic superconducting plate2007

    • Author(s)
      H. Suematsu, M. Kato, T. Koyama, M. Machida, T, Ishida
    • Journal Title

      Physica C 463-465

      Pages: 262-265

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Penetrations And Dynamics of Vortices in Mesoscopic Superconducting Plates2007

    • Author(s)
      O. Sato, M. Kato
    • Journal Title

      Physica C 463-465

      Pages: 258-261

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic superconductors in nano-structures2007

    • Author(s)
      M. Kato, T. Koyama, M. Machida, T. Ishida
    • Journal Title

      Physica C 463-465

      Pages: 254-257

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁場中の超伝導ネットワークの磁化2008

    • Author(s)
      佐藤 修, 加藤 勝
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      東大阪市
    • Year and Date
      20080300
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 異方的超伝導体における新奇渦糸状態の準粒子構造2008

    • Author(s)
      加藤 勝, 丹羽 佑平, 富田 聡, 真木 和美
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      東大阪市
    • Year and Date
      20080300
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 超伝導検出器のホットスポットダイナミクスのシミュレーション2008

    • Author(s)
      新井 康平, 西川 正利, 藤田 賢文, 町田 昌彦, 加藤 勝, 石田 武和
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      東大阪市
    • Year and Date
      20080300
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] YBa2Cu3O7薄膜を用いたd-dotの作製2008

    • Author(s)
      佐藤 博昭, 西山 昌秀, 綱田 啓, 山本 益士, 幸 妙子, 加藤 勝, 王鎮, 島影 尚, 三木 茂人, 佐藤 和郎, 四谷 任, 町田 昌彦, 小山 富男, 石田 武和
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      東大阪市
    • Year and Date
      20080300
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 超伝導微細孔ネットワークに現れる周期的フラックスジャンプとLittle・Parks効果2008

    • Author(s)
      松島 吉明, 清水 真, 海老澤 丕道, 林正 彦, 佐藤 修, 佐藤 和郎, 四谷 任, 加藤 勝, 石田 武和
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      東大阪市
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] d-dotを用いた論理回路のシミュレーションIII2008

    • Author(s)
      中島 督, 加藤 勝, 小山 富男, 町田 昌彦, 石田 武和, F.Nori
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      東大 阪市
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] 異方的超伝導体中の渦糸の準粒子構造と超伝導リングのリトルパークス振動2008

    • Author(s)
      加藤 勝, 丹羽 佑平, 富田 聡, 真木 和美
    • Organizer
      東北大学金属材料研究所共同利用研究会「ナノ構造超伝導体の理論」
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20080200
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 超伝導d-ドットを用いた新しいデバイスの提案2008

    • Author(s)
      加藤 勝、中島 督、小山 富男、町田 昌彦、石田 武和、F.Nori
    • Organizer
      JST-CRESTナノテク-未来への挑戦ナノテクノロジー分野別バーチャルラボ成果報告会ナノサイエンスが拓く新世代ナノデバイス-材料の世界
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      20080100
  • [Presentation] ナノサイズの異方的超伝導体の準粒子構造2007

    • Author(s)
      末松 久孝、加藤 勝、小山 富男、町田 昌彦、石田 武和
    • Organizer
      第6回低温工学・超伝導若手合同講演会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      20071200
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] d-dotを用いた論理回路のシミュレーション2007

    • Author(s)
      中島 督、加藤 勝、小山 富男、町田 昌彦、石田 武和
    • Organizer
      第6回低温工学・超伝導若手合同講演会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      20071200
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] MgB_2中性子検出器の開発と熱緩和シミュレーション2007

    • Author(s)
      西川 正利, 藤田 賢文, 新井 康平, 三木 茂人, 島影 尚, 王 鎮, 佐藤 和郎, 四谷 任, 岡安 悟, 片桐 政樹, 森井 幸生, 北條 喜一, 新村 信雄, 町田 昌彦, 加藤 勝, 石田 武和
    • Organizer
      第6回低温工学・超伝導若手合同講演会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      20071200
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 非対称ネットワークにおける磁束の運動2007

    • Author(s)
      加藤 勝、佐藤 修、林 正彦、海老澤 丕道、小山 富男、町田 昌彦、石田 武和
    • Organizer
      第15回渦糸国内会議
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      20071200
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 無限系超伝導ネットワークに現れる周期的フラックスジャンプ2007

    • Author(s)
      松島 吉明, 清水 真, 佐藤 和郎, 四谷 任, 佐藤 修, 加藤 勝, 林 正彦, 海老沢 丕道, 石田 武和
    • Organizer
      第15回渦糸国内会議
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      20071200
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Dynamics of half-quantum vortices in composite structures of d-and s-wave superconductors(d-dot)2007

    • Author(s)
      M.Kato, S.Nakajima, T.Koyama, M.Machida, T.Ishida
    • Organizer
      The Fourth CREST Nano-Virtual-Labs Joint Work shop on Superconductivity-Critical Currents-
    • Place of Presentation
      北九州市
    • Year and Date
      20071200
  • [Presentation] Periodic flux jumps appearing in superconducting networks2007

    • Author(s)
      T.Ishida, Y.Matsushima, M.ShImlzu, M.Hayashi, H.Ebisawa, O.Sato, MKato, T.Koyama M.Machida K.Satoh, T.Yotsuya
    • Organizer
      The Fourth CREST Nano-Virtual-Labs Joint Wbrkshop on Superconductivity-Critical Currents-
    • Place of Presentation
      北九州市
    • Year and Date
      20071200
  • [Presentation] Vortex Dynamics in Asymmetric Superconducting Networks2007

    • Author(s)
      M.Kato, O.Sato, H.Ebisawa, M.Hayashi, T.Koyama, M.Machida, T.Ishida
    • Organizer
      The 20th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Quasi-Particle Spectrum of A Square Superconducting Composite d-dot2007

    • Author(s)
      H.Suematsu, M.Kato, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Organizer
      The 20th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Simulations for Calorimetric Signals from an MgB2 Transition-Edge-Sensor2007

    • Author(s)
      M.Nishikawa, K.Arai, M.Kato, T.Ishida
    • Organizer
      The 20th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] d-dot:理論と応用2007

    • Author(s)
      加藤 勝、中島 督、小山 富男、町田 昌彦、石田 武和
    • Organizer
      東北大金属材料研究所ワークショップ「ナノ構造超伝導体とその応用」
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ナノ超伝導体の準粒子構造2007

    • Author(s)
      末松 久孝、加藤 勝、小山 富男、町田 昌彦、石田 武和
    • Organizer
      東北大金属材料研究所ワークショップ「ナノ構造超伝導体とその応用」
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] d-dotを用いた論理回路2007

    • Author(s)
      中島 督、加藤 勝、小山 富男、町田 昌彦、石田 武和、F.Nori
    • Organizer
      東北大金属材料研究所ワークショップ「ナノ構造超伝導体とその応用」
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Numerical Study On Three-Dimensional Superconducting Network in AMagnetic Field2007

    • Author(s)
      O.Sato, M.Kato
    • Organizer
      The 20th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Time-Dependent Ginzburg-Landau Numerical Sinlulation of Logic Gates Using Superconducting Composite Structure d-dot's2007

    • Author(s)
      S.Nakajima, M.Kato, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida, F.Nori
    • Organizer
      The 20th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Anomalous Matching Effect in Magnetization Curve of Thangular Microhole Lattice of Pb2007

    • Author(s)
      Y.Matsushima, M.Shimizu, K.Satoh, T.Yotsuya, M.Hayashi, H.Ebisawa, O.Sato, M.Kato, T.Ishida
    • Organizer
      The 20th Intemational Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Simple thermal model simulations of trallsition edge sensors and plans of microscopic simulations for quasiparticle dynamics2007

    • Author(s)
      M.Kato, M.Nishikawa, T.Ishida
    • Organizer
      The Third CREST Nano-Virtual-Labs Joint Wbrkshop on Superconductivity-Superconducting Sensors-
    • Place of Presentation
      堺市
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Direct Numerical Simulations for Non-equilibrium Superconducting Dynamics at the Transition Edge:Simulatiioll for MgB2 Nertron Detectors2007

    • Author(s)
      M.Machida, T.Kano, T.Koyama, M.Kato, T.Ishida
    • Organizer
      The Third CREST Nano-Virtual-Labs Joint Workshop on Superconductivity-Superconducting Sensors-
    • Place of Presentation
      堺市
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Fabrication and evaluation of supercollducting quantum d-dot2007

    • Author(s)
      H.Sato, M.Nishiyama, M.Yamamoto, T.Yuki, M.Kato, S.Miki, H.Shimakage, Z.Wang, K.Sato, T.Yotsuya, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Organizer
      International Autumn Seminar on Nanoscience and Engineering in Superconductivity for Young Scientists
    • Place of Presentation
      栃木県那須郡那須町
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Simulation of Logic circuit using d-dot2007

    • Author(s)
      M.Kato, S.Nakajima, T.Koyama, M.Machida, T.Ishida, F.Nori
    • Organizer
      Joint ESF and JSPS Conference on Vortex Matter in Nanostructured Superconductors
    • Place of Presentation
      Rhodes,Greece
    • Year and Date
      20070900
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ナノ超伝導複合体d-dotの準粒子構造2007

    • Author(s)
      末松 久孝, 加藤 勝, 町田 昌彦, 小山 富男, 石田 武和
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      20070900
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] A study on superconducting transition of network models of multiply connected superconductors2007

    • Author(s)
      O. Sato, M.Kato
    • Organizer
      Joint ESF and JSPS Conference on Vortex Matter in Nanostructured Superconductors
    • Place of Presentation
      Rhodes,Greece
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Periodic flux jump in superconducting Pb networks as consequence of the extended Little-Parks effect2007

    • Author(s)
      T. Ishida, Y.Matsushima, M.Shimizu, M.Hayashi, H.Ebisawa, M.Kato, O.Sato, K.Satoh, T.Yotsuya
    • Organizer
      Joint ESF and JSPS Conference on Vortex Matter in Nanostructured Superconductors
    • Place of Presentation
      Rhodes,Greece
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Numerical Simulations for Signals from Superconducting MgB_2detectors2007

    • Author(s)
      M. Nishikawa, M.Kato, T.Ishida
    • Organizer
      8th European Conference on Applied Super conductivity
    • Place of Presentation
      Brussels,Belgium
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] 電子線リソグラフィーで作製した超伝導微細孔ネットワークにおける異常マッチング効果2007

    • Author(s)
      松島 吉明, 清水 真, 佐藤 和郎, 四谷 任, 佐藤 修, 加藤 勝, 林正 彦, 海老沢 丕道, 小山 富男, 町田 昌彦, 石田 武和
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] 有限超伝導ネットワークにおける磁束の運動II2007

    • Author(s)
      加藤 勝, 佐藤 修
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] d-dotを用いた論理回路のシミュレーションII2007

    • Author(s)
      中島 督, 加藤 勝, 小山 富男, 町田 昌彦, 石田 武和, F.Nori
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] PLD法によるYba_2Cu_3O_7薄膜を用いたdドット素子の作製とその評価2007

    • Author(s)
      佐藤 博昭, 西山 昌秀, 山本 益士, 幸妙 子, 加藤 勝, 王 鎮, 島影 尚, 三木 茂人, 佐藤 和郎, 四谷 任, 町田 昌彦, 小山 富男, 石田 武和
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Electronic properties of nano-structured anisotropic superconductors2007

    • Author(s)
      M. Kato, T.Koyama, M.Machida, M.Hayashi, H.Ebisawa, T.Ishida
    • Organizer
      Yamada Conference LXI the 8th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20070800
  • [Presentation] A Computational study on Vortex Dynamics in Multi-Connected Mesoscopic Superconductors2007

    • Author(s)
      O. Sato, M.Kato
    • Organizer
      Yamada Conference LXI the 8th Intemational Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20070800
  • [Presentation] Macroscopic Quantum Tunneling in a d-dot.2007

    • Author(s)
      T. Koyama, M.Machida, M.Kato, T. Ishida
    • Organizer
      Yamada Conference LXI the 8th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20070800
  • [Presentation] Quasi-particle Spectrum of Novel Vortex States in Nano-sized Superconductors2007

    • Author(s)
      H. Suematsu, M.Kato, M.Machida, T.Koyama, T. Lishida
    • Organizer
      Yamada Conference LXI the 8th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20070800
  • [Presentation] Novel anisotropic superconductivity in nano-structured superconductors2007

    • Author(s)
      M. Kato, T.Koyama, M.Machida, M.Hayashi, H., Ebisawa, T.Ishida
    • Organizer
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Houston,USA
    • Year and Date
      20070500

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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