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微小トンネル接合系における時間依存現象

Research Project

Project/Area Number01J09431
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 固体物性II(磁性・金属・低温)
Research InstitutionUniversity of Tsukuba
Research Fellow 山口 尚秀  筑波大学, 物理学系, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2001 – 2003
Project Status Completed(Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost : ¥3,600,000)
Fiscal Year 2003 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Fiscal Year 2002 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Fiscal Year 2001 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Keywordsジョセフソン接合 / 量子揺らぎ / ブレーク接合 / ノイズ / 量子ゆらぎ / 量子相転移
Research Abstract

微小ジョセフソン接合1次元列は、ジョセフソン結合エネルギーE_Jと帯電エネルギーE_Cの比を変えることで量子相転移を示す。われわれは、1次元列中に生じる位相欠陥がE_J/E_Cの変化の実時間速度にどのように依存するかを調べるために次のように研究を進展させた。サンプルは、リン青銅基板上の超伝導体の細線ブリッジを、低温で基板を湾曲させて切断することによって作る。これはゼロ磁場中でE_J/E_Cを大きく変化させるためである。そのために希釈冷凍機を改造し、ヘリウムガス(低温部では液体)の圧力によってベローズを伸縮させる機構を組み込んだ。また、CuNi管にCuMn線を通し炭素微粒子を充填したローパスフィルタを開発し、測定対象の極近傍で測定用配線をフィルタリングした。この改造した冷凍機によって、70mKにおいて金属接合を自在にかつ精密に破断・接触させることに成功した。この測定システムによって、ジョセフソン接合1次元列のE_J/E_Cをin situで変化させることや、また測定用スイッチとしての応用が可能になった。
また微小ジョセフソン接合を使った高感度ノイズ検出器の研究の過程で、低インピーダンス環境中の微小接合の電流電圧特性について詳しく調べた。そのような領域の接合はどのように量子性から古典性へ移り変わるかという観点から重要である。われわれは、E_Jおよびシャント抵抗値を変えて測定を行い、量子揺らぎおよび散逸の影響を考慮した理論との比較を行った。この結果については、日本物理学会第59回年次大会(2004年3月27日)において発表する。また昨年度までに、幅の異なるジョセフソン接合配列を用いた実験において、2次元から1次元への次元の減少による超伝導・絶縁体クロスオーバーを見出したが、これを配列のキャパシタンスマトリックスのシミュレーション結果などとともに論文にまとめ、Physical Review B誌に投稿した。

Report

(2results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report

Research Products

(7results)

All Other

All Publications

  • [Publications] 山口尚秀: "Experimental Studies on Cooper pair transport in Josephson Junction Arrays"Journal of the Physical Society of Japan. Suppl.A 72. 96-99 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 山口尚秀: "Dimensional Crossover from Two to One Dimension in Small-Josephson-Junction Arrays"Physica B. 329-333. 1407-1408 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 宮崎久生: "Analysis of zero-bias resistance of overdamped mesoscopic"Physica C. (掲載予定).

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 宮崎久生: "Quantum Phase Transition in One-Dimensional Arrays of Resistively Shunted Small Josephson Junctions"Physical Review Letters. 89. 197001-197004 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 山口尚秀: "Experimental Studies on Cooper pair Transport in Josephson Junction Arrays"Journal of the Physical Society of Japan (Suppl.A). 72(掲載予定). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 山口尚秀: "Dimensional Crossover from Two to One Dimension in Small-Josephson-Junction Arrays"Physica B. (掲載予定).

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 山口尚秀: "Super conductor-Insulator Transition in One-and Two-Dimensional Arrays of Dissipative Small Josephson Junctions"Proceedings of the 7th International Symposium ISQM. 201-204 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

URL :

Published : 2001-04-01   Modified : 2016-04-21  

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