1990 Fiscal Year Annual Research Report
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63540271
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
塚田 捷 東京大学, 理学部, 助教授 (90011650)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島 信幸 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (90167445)
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| Keywords | 超伝導トランジスタ / 超伝導超格子 / 走査トンネル分光 / トンネル接合 / ジョセフソン電流 / 近接効果 |
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| Research Abstract |
前年度からの研究をさらに発展させたが,今年度得られた著しい成果は以下のようになる。すなわち,これまでドジャン方程式を転移温度近傍で解くことによって,ペアポテンシャルの空間変化を明らかにしてきたが,本年度はこれを有限温度の場合に拡張することに成功した。とくに1次元および3次元クロ-ニッヒ・ペニ-模型のボゴリュウボフ方程式を数値的に解き,準粒子のエネルギ-スペクトルを明らかにした。超伝導電流は隣り合う超伝導体層の位相差の増加に伴い,初め単調に増加するが,極大値を取った後,急激にゼロに落ち,系全体としての超伝導秩序がなくなる。準粒子スペクトルの振舞いから,ギャップのある超伝導,ギャップのない超伝導,常伝導の3つの相に関する相図を決定できた。
SーNーS系の近接効果については走査トンネル分光(STS)の実験が進んで,近接効果のより直接的な検証の可能性が出現した。我々はボゴリュウボフ方程式から準粒子の波動関数を求め,これからトンネル伝導度の空間分布を決定して実験と比較した。実験結果との対応はほゞ満足できるものであった。
今年度の新らしい展開として,トンネル接合域から弱結合領域に至るまでのジョゼフソン接合系の統一理論を作ったことがあげられる。準粒子の状態密度が両側の超伝導体の位相差にどう依存するかを明らかにした。また接合の障壁領域に特有の束縛状態が生じ,これが超伝導トンネル電流を運ぶことが明らかになった。この効果をいかに実験的に検証できるかを考察した。この統一理論の発展として,狭いチャネルに制約された2次元SーNーS系のジョゼフソン電流の振舞いを調べた。フェルミ波長がチャネル幅と同程度のとき,臨界電流はその幅と共に,階段関数のように変化することがわかった。
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[Publications] Y.Suwa and M.Tsukada: "Superconductivity of thin wire net works with very small meshes" Solid State Commun.
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[Publications] Y.Tanaka and M.Tsukada: "A microscopic theory of the energy spectrum of the KronigーPenny superconducting superlattice model" Solid State Commun.
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[Publications] Y.Tanaka and M.Tsukada: "A theory of the scanning tunneling spectroscopy of qasiーparticle in the SuperconductorーSemiconductorーSuperconductor Junction" Solid State Commun.
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[Publications] A.Furusaki and M.Tsukada: "A unigied theory of clean Josephson junctions" Physica B. 165/166. 967-968 (1990)
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[Publications] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Dirty limit theory of the superconducting proximity effect in the threeーdimensional system" Solid State Commun.74. 763-766 (1990)
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[Publications] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Theory of superconducting proximity effect in the threeーdimensional system in the clean limit" Phys.Rev.B.42. 2066-2074 (1990)
