2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20H02590
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
柏木 隆成 筑波大学, 数理物質系, 講師 (40381644)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 高温超伝導体 / テラヘルツ波 / ジョセフソン接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は，「次世代産業の創出と豊かな電波社会」を実現することを目指し，高温超伝導体 Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi2212)単結晶に内包されるジョセフソン接合を利用したTHz波発振器(Bi2212-THz波発振器)の開発を行っている。本研究では，Bi2212-THz波発振器の高性能化とその応用について，Bi2212単結晶材料，発振素子構造の改良から実現を目指す。具体的な達成目標は３つあり，(1) 1 mWレベルの発振出力の実現, (2) 1 kHzレベルの発振線幅の実現, (3)共同研究を通じたBi2212-THz発振器の利用先の開拓である。前年度に引き続き本年度も，(1), (2)を進める上で欠かせないと考えているBi2212単結晶材料とデバイス特性の相関に関する研究を中心に行なった。また(3)についても，企業との共同研究により小型冷凍機を用いたテラヘルツ波イメージング装置のシステム構築を行なった。
Bi2212単結晶材料とデバイス特性の相関に関する研究では，発振素子チップに加工したBi2212単結晶の結晶性とその結晶チップを用いた素子の発振特性の相関を調べた。Bi2212単結晶の酸素量を2つの条件で調整し，これらの結晶を用いて作製した発振素子チップを複数用意し，それらの結晶性とその素子特性の相関について詳細に調べた。その結果，結晶中の酸素量が発振出力に影響を与えている可能性が高いことが明瞭になった。一方，素子の結晶性についてはある程度分布があることが分かったが，発振特性に反映されているかについてはまだ検証が必要である。
小型冷凍機を用いたテラヘルツ波イメージング装置の開発については，企業との定期的なミーティングや実験等を行い基本的な構成は完成した。上記の成果の一部は，主に学会発表を通じて報告を行うとともに，現在論文投稿の準備中である。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Approaches to high performance terahertz-waves emitting devices utilizing single crystals of high temperature superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+δ2022
Author(s)
T. KASHIWAGI, G. KUWANO, S. NAKAGAWA, M. NAKAYAMA, J. KIM, K. NAGAYAMA, T. YUHARA, T. YAMAGUCHI, Y. SAITO, S. SUZUKI, S. YAMADA, R. KIKUCHI, M. TSUJIMOTO, H. MINAMI, K. KADOWAKI
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Journal Title
IEICE TRANS. ELECTRON
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Bi2212-THz 波発振器の材料と発振特性に関する研究 II2023
Author(s)
柏木隆成, 中川駿吾, 山口啄弥, 山田将太郎, 榎本祐樹, 山内悠希, 齋藤佑真, 鈴木祥平, 菊池隆太, 中尾裕則, 石田茂之, 永崎洋, 茂筑高士, 辻本学, 南英俊
Organizer
第70回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] アルカリエッチングを用いた銅酸化物超伝導体Bi2212のデバイス加工II2022
Author(s)
中川駿吾, 山口啄弥, 山田将太郎, 榎本裕樹, 鈴木祥平, 齋藤佑真, 菊池隆太, 辻本学, 南英俊, 石田茂之, 永崎洋, 柏木隆成
Organizer
第83回応用物理学会秋季学術講演会
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[Presentation] Bi2212-THz波発振器の材料と発振特性に関する研究2022
Author(s)
柏木隆成, 中川駿吾, 山口啄弥, 山田将太郎, 榎本裕樹, 鈴木祥平, 齋藤佑真, 鈴木祥平, 菊池隆太, 中尾裕則, 石田茂之, 永崎洋, 茂筑高士, 辻本学, 南英俊
Organizer
第83回応用物理学会秋季学術講演会
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[Presentation] 高温超伝導体を用いた小型THz波発振システムの開発II2022
Author(s)
山口啄弥, 柏木隆成, 山田将太朗, 中川駿吾, 榎本裕樹, 齋藤佑真, 鈴木祥平, 菊池隆太, 辻本学, 南英俊, 柴田將史, 豊崎次郎, 竹内孝行, 永崎洋, 馬渡康徳
Organizer
第83回応用物理学会秋季学術講演会
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