2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of tandem type on-demand superconducting device of oxide degenerate semiconductor / nitride superconductor
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26420334
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
牧瀬 圭正 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究技術員 (60363321)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超伝導薄膜 / 酸化物薄膜 / 超伝導ー絶縁体転移 / トンネル接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はデバイスプロセスの最適化と応用に向けたデバイス評価を行った。デバイスプロセスに関しては、基本的な構造の検証としてトンネル型の窒化物薄膜ー酸化物薄膜ー窒化物薄膜の3層構造からなる素子の作成を行った。今年度はさらにこれまで行ってきた酸化インジウムー亜鉛薄膜だけでなくビスマス酸化鉄薄膜（BFO）の導入を行った。BFO薄膜はRFスパッタ法とMOD法の２種類で成膜を行った。基板は格子不整合の少ないチタン酸ストロンチウム基板を用いた。その結果、室温でRFスパッタ法で成膜したBFO膜は表面の凹凸が激しく配向もそろっていない。一方でMOD法で成膜した膜においては高温で加熱、焼成することによって配向した膜が得られた。さらに窒化ニオブチタン（NbTiN)薄膜上にBFOを成膜した膜の低温輸送特性を測定したところ、スピン軌道相互作用の変化と思われる磁気抵抗の変調が確認できた。デバイスプロセスではトンネル接合の作成に関して、窒化アルミニウムバリアを用いた微小サイズ接合を実現するために平坦化プロセスを導入した。この平坦化プロセスの導入においてはこれまで行ってきたMgO基板上のエピタキシャル成長させたNbN接合の技術だけでなく、実施者が考案しTiNバッファーを用いたシリコン基板上エピタキシャルNbN接合を用いて実施した。その結果、漏れ電流が小さい電流ー電圧特性を持つトンネル接合の作成に成功した。今後はこれらの結果をもとにデバイス作成と実証を行う。
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[Journal Article] Design of Terahertz SIS Mixers Using Nb/AlN/Nb Junctions Integrated With All-NbTiN Tuning Circuits2017
Author(s)
Uzawa, Y., Kroug, M., Kojima T., Makise K., Gonzalez, A., Saito S., Fujii Y., Kaneko K., Terai, H., Wang Z.
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Journal Title
IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY
Volume: 27
Pages: 1500705-1
DOI
Peer Reviewed
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