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2008 Fiscal Year Annual Research Report

超伝導超格子のテラヘルツ波-磁束量子-電子対相互作用制御とデバイス化への基礎研究

Research Project

Project/Area Number 19560309
Research InstitutionUtsunomiya University

Principal Investigator

大矢 銀一郎  Utsunomiya University, 工学研究科, 教授 (00006280)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 入江 晃亘  宇都宮大学, 工学研究科, 准教授 (90241843)
北村 通英  宇都宮大学, 工学研究科, 准教授 (90161497)
Keywords酸化物高温超伝導体 / 超格子 / 固有ジョセフソン効果 / 電磁波検出 / 電磁波放射 / 磁束量子 / 磁束フロー / 量子効果デバイス
Research Abstract

本研究は層状酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2Oy,および(Bi1-xPbx)2Sr2CaCu2Oy,に内在するナノ固有ジョセフソン接合超格子に発現する量子現象および電磁波物性を究明し、量子効果を基盤とするテラヘルツ・デバイスの創出を目的とする。
本年度得られた成果は以下のようにまとめられる。
1.標記目的を目指した固有ジョセフソン接合超格子の基礎特性として、同超格子に斜め方向から磁界が印加された場合、平行磁界成分による接合内のジョセフソン・ボルテックス(磁束量子)と、垂直磁界成分による超伝導層内のアブリコソフ・ボルテックスが強く相互作用して、前者のフロー運動が抑制、さらに抑止されることを見出した。
2.高臨界電流固有ジョセフソン接合超格子において、電磁波応答(シャピロステップ応答)条件が満足されていないにもかかわらず、マイクロ波照射によりシャピロステップの発生および観測に成功した。これは、試料に大きな電流を流して発生した磁界により、ジョセフソン接合内にボルテックスフローが発生し、そのフロー抵抗の支援によりシャピロステップ応答条件が満足され、シャピロステップ観測が可能となったと判明した。
3.磁界下にある固有ジョセフソン接合超格子のシャピロステップ応答特性について、d波超伝導性を取り入れた新しい積層ジョセフソン接合モデル理論を構築し、種々の条件下での特性をシミュレーションにより検討し明らかにした。さらに、本シミュレーションにより、前項で述べたシャピロステップ応答特性も再現することに成功した。
4.固有ジョセフソン接合の基本的電流一電圧特性上に現れるサブギャップ構造について詳細に調べ、テラヘルツ領域における交流ジョセフソン電流とラマン活性光学フォノンとの干渉により出現することを明確にした。

  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Shapiro steps in Bi2Sr2CaCu2O8+δintrinsic Josephson Junctions in magnetic field2008

    • Author(s)
      Michihide Kitamura
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 104

      Pages: 063905 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental manifestation of the breakpoint region in the current-voltage characteristics of intrinsic Josephson junctions2008

    • Author(s)
      Akinobu Irie
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 93

      Pages: 152510 1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical simulations of Fiske steps in intrinsic Josephson junctions2008

    • Author(s)
      Akinobu Irie
    • Journal Title

      Physica C 468

      Pages: 679-683

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 固有ジョセフソン接合への印加磁場傾斜効果2009

    • Author(s)
      広長隆介
    • Organizer
      2009年(平成21年)春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      20090930-0402
  • [Presentation] 固有ジョセフソン接合におけるサブブランチ構造2008

    • Author(s)
      松本祐二
    • Organizer
      2008年(平成20年)秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      20080902-05
  • [Presentation] (Bil-xPbx)2Sr2CaCu2Oy固有ジョセフソン接合におけるマイクロ波応答2008

    • Author(s)
      Nurmiza Othman
    • Organizer
      2008年(平成20年)秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      20080902-05
  • [Presentation] Co/Au/Bi2Sr2CaCu2Oy/Au/Co接合の臨界電流の磁場依存性2008

    • Author(s)
      小西将大
    • Organizer
      2008年(平成20年)秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      20080902-05
  • [Presentation] Simulation of the effect of temperature on flux-flow behavior in stacked intrinsic Josephson junctions2008

    • Author(s)
      Akinobu Irie
    • Organizer
      2008 Applied Superconductivity Conference
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      20080817-22
  • [Presentation] The behavior of subgap structures of intrinsic Josephson junctions in (Bi,Pb)2Sr2CaCu20y under magnetic field and microwave irradiation2008

    • Author(s)
      Hirokazu Kaneoya
    • Organizer
      2008 Applied Superconductivity Conference
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      20080817-22
  • [Presentation] Resonant states in vortex flow in stacked intrinsic Josephson junctions of (Bi1-xPb)2Sr2CaCu20y2008

    • Author(s)
      Gin-ichiro Oya
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Intrinsic Josephson Effect and Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors
    • Place of Presentation
      POSCO International Center, Pohang, Korea
    • Year and Date
      20080717-19
  • [Presentation] Experimental observation of the longitudinal plasma excitation in intrinsic Josephson junctions2008

    • Author(s)
      Akinobu Irie
    • Organizer
      The International Conference on Theoretical Physics 'Dubna-Nano 2008'
    • Place of Presentation
      Bogoliubov Laborato-ry, Dubna, Russia
    • Year and Date
      20080707-11

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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