2022 Fiscal Year Annual Research Report
Demonstration of multi-photon laser emission from superconducting intrinsic Josephson junctions
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20H02606
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
掛谷 一弘 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80302389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅井 栄大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00722290)
町田 昌彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主席 (60360434)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | テラヘルツ波 / ジョセフソン接合 / 超伝導 / 非線形効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8単結晶からなる高温超伝導テラヘルツ光源デバイスからの周波数変調テラヘルツ波放射を観測した。周波数変調テラヘルツ波の連続放射はそれ自身画期的な進展であり、オンチップで実現したことが革命的である。研究代表者らは、デバイスに加えるバイアス電圧に最大周波数3.5 GHzの正弦波変調を加えた場合に放射される電磁波のスペクトルを観測したところ、中心周波数が850 GHz、最大変調周波数幅が40GHzに渡るほぼ理想的なFMスペクトルが得られた。中心周波数はオフセット電圧に比例し、変調周波数幅は変調振幅電圧に比例することから、ジョセフソン周波数が瞬時電圧に伴い変調された結果であることが分かった。この成果は、テラヘルツ通信の変調方式の革新をもたらすだけでなく、変調振幅とスペクトルの関係に定量的な解析を与えることで、ジョセフソンプラズマ放射の同期現象に関しても、重要な知見を与える。
また、ジョセフソンプラズマ放射強度の最適化に関して回路モデルを提案して、放射強度最適化に必要なパラメータを特定した。今後実験によってこの成果を確認していく。
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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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