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2012 Fiscal Year Annual Research Report

超伝導、常伝導ハイブリッド構造を持つ単電子トランジスタによる電流標準の研究

Research Project

Project/Area Number 23860072
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

中村 秀司  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (70613991)

Project Period (FY) 2011-08-24 – 2013-03-31
Keywords電流標準 / 単電子トランジスタ / 超伝導 / 極低温 / 高周波 / メゾスコピック系 / 微小接合
Research Abstract

本研究の目的は、超伝導/絶縁体/常伝導/絶縁体/超伝導(SINIS)接合構造をもつ単電子トランジスタを用いて直流電流標準を実現することである。電流値を正確に測定することは、構造の微細化が進み微小な電流を測定することが求められる現在のエレクトロニクスにおいては必須な技術である。これまでの電流標準は、ジョセフソン電圧標準および量子ホール抵抗標準を用いて間接的に実現されてきたが、本研究では、SINIS 接合構造を持つ単電子トランジスタを用いることにより直接的に電流の標準を実現し、実現した単電子トランジスタを並列に組み合わせることで、ナノテクノロジーなどにおいて重要性が増している数pA~数 nA の電流標準の確立を目指している。本年度は、以下の成果を得た。
① SINIS接合構造を持つ単電子トランジスタによる定電流生成
超伝導/絶縁体/常伝導/絶縁体/超伝導(SINIS)接合構造をもつ単電子トランジスタを用いて数十pA程度で4桁程度の不確かさを持つ電流の生成に成功した。
② 素子の並列化による電流増幅
素子を並列化し電子をポンプすることで数百pAの電流を生成することに成功した。また矩形波駆動による電子ポンプへの影響を詳細に調べた。その結果、ある条件では不確かさが低減されることが分かった。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] A Review of Current Standard2012

    • Author(s)
      Shuji Nakamura
    • Journal Title

      AIST Bulletin of Metrology

      Volume: 8 Pages: 439-463

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin orbit induced electronic spin separation in semiconductor nanostructures2012

    • Author(s)
      Makoto Kohda,Shuji Nakamura,Yoshitaka Nishihara,Kensuke Kobayashi,Teruo Ono,Jun-ichiro Ohe, Yasuhiro Tokura,Taiki Mineno1 & Junsaku Nitta
    • Journal Title

      Nature communications

      Volume: 3 Pages: 1082-1, 1082-8

    • DOI

      DOI:10.1038/ncomms2080

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shot noise suppression in InGaAs/InGaAsP Quantum Channels2012

    • Author(s)
      Yoshitaka Nishihara, Shuji Nakamura, Kensuke Kobayashi, Teruo Ono, Makoto Kohda, Junsaku Nitta
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 100 Pages: 203111

    • DOI

      DOI:10.1063/1.4718934

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shot Noise Induced by Electron-nuclear Spin-flip Scattering in a Nonequilibrium Quantum Wire2012

    • Author(s)
      Kensaku Chida, Masayuki Hashisaka, Yoshiaki Yamauchi, Shuji Nakamura, Tomonori Arakawa, Tomoyuki Machida, Kensuke Kobayashi, Teruo Ono
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 85 Pages: 041309

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.85.041309

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超伝導リードと常伝導アイランドを持つターンスタイル素子による定電流生成

    • Author(s)
      中村 秀司
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      広島大学
  • [Presentation] 単電子ポンプによる電流標準

    • Author(s)
      中村 秀司
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学

URL: 

Published: 2014-07-24  

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