2012 Fiscal Year Annual Research Report
微小ジョセフソン接合システムにおけるクーパー対トンネリングの非局所相関の研究
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24340067
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
島田 宏 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (60216067)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 微小ジョセフソン接合 / 電流誘引 / 非局所相関 / 電流プラトー / 交流ジョセフソン効果 / Bloch振動 |
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| Research Abstract |
トンネル電流の非局所相関については、今年度、比較的大きな古典的な振る舞いをする単一のJosephson接合の交流Josephson効果をオンチップの高周波源として利用し、予備的な接合列への照射実験を行い、およそ100GHzまでの高周波に対して微小Josephson接合列に電流誘引が起こることを見出した。これは、その起源についての当初予想を裏付ける意義深い結果である。
その一方で、微小Josephson接合列間の電流誘引における非局所相関の位置づけを明かにするために、逆の極限である、局所相関の強い素子を、平行平板コンデンサ構造を結合構造として作製し、その特性を調べた。その結果は、素子に磁場を印加し、準粒子あるいは電子のトンネリングが支配的な状態では、従来の局所的な電荷の静電相関によるゼロバイアスでの電子・正孔対伝導に伴う逆向きの電流誘引が見られたのに対し、Cooper対トンネリングが支配的であるゼロあるいは弱磁場では、ゼロバイアスで同じ向きの電流誘引が生じた。その機構は未知であり、非局所相関を起こす機構がその根本にあるものと考えられる。この結果については、Phys. Rev. Lett.誌にて発表した。
単一接合の電流電圧特性に現れる定電流構造については、昨年度の研究で、その起源は外部高周波ではなく、単一接合の環境インピーダンス制御を行っているSQUID列リードであることが明らかになってきた。これは、SQUIDが有限電圧で交流Josephson効果を起こし、それに伴う回路内の高周波源による現象であると考えている。さらに、より安定した定電流構造の出現が期待できる20接合からなる配列を用いて同様の実験を行ったところ、いわゆるBloch振動が起こっている状態で明瞭な電流プラトーが見られるという重要な結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
離れて配置された微小Josephson接合列中のトンネル電流間の非局所相関が電磁波により媒介されるという予想を裏付ける実験結果を得ている。定電流構造についても接合列を使ってより明確な実験結果を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
接合列からの電磁波放射を実証するためのオンチップ検出器を開発する。同放射の特性を調べるための高周波分光回路を構築し、放射の周波数特性等を素子の駆動パラメータとの関係において調査する。よりプローブの多い素子を作製して、定電流構造をもたらす機構を調べる。
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