Development of an ultimate SQUID and its device application

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 20221007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Microdevices/Nanodevices
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: TAKAYANAGI Hideaki Tokyo University of Science, 総合研究機構, 教授 (70393725)
• Project Period (FY): 2008 – 2012
• Keywords: 単量子デバイス / スクイッド / 量子ドット / 量子コンピューター

Research Abstract

(1)少数スピンの緩和過程の解明を目的として、ナノスクイッドの開発を進める。
(2)InAs量子ドットで結合した超伝導磁束量子干渉計(SQUID)を実現し、光系と超伝導系の間の量子インターフェースの基礎を確立する。そのための、光系と超伝導系の間の古典的結合を確認する。具体的には、量子ドットに光を照射し、ドット中にスピンを励起し、これによって、量子ドット接合がπ-接合となることを確認する。次に、光系の光子のあるとない状態の量子重ね合わせ状態を、SQUID系のπ-接合と通常接合の量子力学的重ね合わせ状態への転写をおこなう。
(3)さらにスクイッドのデバイス展開という観点から、研究計画の途中から、ナノスクイッドを用いた物性探索を新たに加えることとした。具体的には、非S波超伝導体と考えられているRu-Sr2RuO4共晶と従来型超伝導であるNbで超伝導ループを構成したハイブリッドナノスクイッドを作製しカイラルP波超伝導体に特徴的なπ-SQUID状態、半整数量子渦状態のSQUIDによる検出を目指す。

Research Products

• [Journal Article] π junction transition in InAs self-assembled quantum dot coupled with SQUID (2011)
  • Author(s): S.Kim, R.Ishiguro, M.Kamio, Y.Doda, E.Watanabe, D.Tsuya, K.Shibata, K.Hirakawa, H.Takayanagi
  • Journal Title: APPLIED PHYSICS LETTERS[selected Virtual Journal of Applications of Superconductivity 20 (2011)] 98 Pages: 63106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Position dependent optical effect on the transport properties of S-Sm-S junctions (2010)
  • Author(s): K.Tsumura, S.Nomura, T.Akazaki, H.Takayanagi
  • Journal Title: Physics Procedia 3 Pages: 1177-1181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local transport properties of PrFeAsO_0.7 using FIB micro-fabrication technique (2009)
  • Author(s): K.Shirai, H.Kashiwaya, S.Miura, M.Ishikado, H.Eisaki, A.Iyo, I.Kurosawa, S.Kashiwaya
  • Journal Title: Physica C 470 Pages: 1473-1476
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optical imaging of the transport properties of S-Sm-S junctions (2009)
  • Author(s): K.Tsumura, S.Nomura, T.Akazaki, H.Takayanagi
  • Journal Title: J.Phys.Conf.Series. 150 Pages: 052273/1-052273/4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anomalous transport through the p-wave superconducting channel in the 3-K phase of Sr2RuO4 (2008)
  • Author(s): H.Kambara, S.Kashiwaya, H.Yaguchi, Y.Asano, Y.Tanaka, Y.Maeno
  • Journal Title: PHYSICAL REVIEW LETTERS 101 Pages: 267003
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Nb-Ru-Sr2RuO4接合を用いたSQUID (2011)
  • Author(s): 石黒亮輔
  • Organizer: 第58回応用物理関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 局所磁気観察用2ch-SQUID測定系の開発 (2010)
  • Author(s): 柴田祐輔
  • Organizer: 応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎市
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] Side-gate controlled electrical properties of superconducting quantum interference device coupled with self-assembled InAs quantum dot (2010)
  • Author(s): S.Kim
  • Organizer: 30^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS 2010)
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2010-07-27
• [Presentation] SQUID coupled with self-assembled (2010)
  • Author(s): H.Takayanagi
  • Organizer: InAs Quantum Dot Plasma 2010
  • Place of Presentation: Hirosaki University, Japan (2010)
  • Year and Date: 2010-04-30
• [Presentation] Nb nanoSQUIDのIc低減に向けてのアプローチ (2010)
  • Author(s): 松本哲朗
  • Organizer: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-19
• [Book] 超伝導ハンドブック,超伝導ハンドブック (2009)
  • Author(s): 田仲由喜夫, 柏谷聡
  • Publisher: 朝倉書店
• [Remarks] ホームページ
  • URL: http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/~takalab/S.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 固有ジョセフソン接合素子,及び,これを用いた量子ビット,超伝導量子干渉素子,テラヘルツ検出器,テラヘルツ発振器,電圧標準装置,ミリ波・サブミリ派受信機,並びに,固有ジョセフソン接合素子の製造方法 (2010)
  • Inventor(s): 柏谷裕美,柏谷聡
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • Industrial Property Number: 特許権,2010-105228
  • Filing Date: 2010-04-30