2015 Fiscal Year Annual Research Report
固有ジョセフソン接合の非線形光応答によるテラヘルツ波放射機能性の発現
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24360116
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
中島 健介 山形大学, 理工学研究科, 教授 (70198084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斗内 政吉 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 教授 (40207593)
山田 博信 山形大学, 理工学研究科, 助教 (50400411)
齊藤 敦 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (70313567)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / 高温超伝導体 / ジョセフソン接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで固有ジョセフソン接合の非線形光応答によるテラヘルツ波放射を目指す過程で，世界で初めてBi-2212高温超伝導体薄膜 から製造した固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ波放射に成功し，40K以下の極低温動作が必要なバルク単結晶製の固有ジョセフソン接合と比較して，60K～80Kという高い動作温度で動作し，60K～70Kにおいて最大のテラヘルツ波の最大放射強度5μWを達成した。また，動作時の発熱ならびに熱伝道解析により，こういった高温動作を可能せしめた最も大きな要因はBi2212薄膜型固有ジョセフソン接合の良好な放熱性であることを明らかにした。この結果は，本課題の最終目的である大強度パルス光照射したBi2212固有ジョセフソン接合の非線形光応答によるテラヘルツ波放射を実現する上で極めて有用な知見である。しかしながら，平成26年度までに作製した試作デバイスの中には，電流注入によって共鳴放射条件を満たす電圧にバイアスしてもテラヘルツ波放射が観測されないものが少なくない割合で存在し，その原因が明らかになっていなかった。平成27年度は，テラヘルツ波放射に固有ジョセフソン接合のキャビティ共鳴が及ぼす影響を中心に調査した。その結果，接合周辺の電極構造が接合を高周波的に短絡することで接合共鳴が妨げられることを明らかにするとともに，テラヘルツ波放射が確認できなかった全ての試作デバイスから，電極に紫外線レーザー加工機による適切なトリミング加工を施すことで，テラヘルツ放射を起こすことに成功した。これは固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ波放射メカニズムに接合共鳴が不可欠であることを直接立証する極めて有用な知見である。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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