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Development of Josephson devices using heavily boron-doped diamond superconducting thin films

Research Project

Project/Area Number 19760213
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

KAWAE Takeshi  Kanazawa University, 電子情報学系, 講師 (30401897)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,620,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords超伝導材料・素子 / 低温物性 / ダイヤモンド / 超伝導体 / ジョセフソン接合
Research Abstract

ダイヤモンド超伝導体ジョセフソン接合の作製を目指し、高濃度ボロン添加ダイヤモンド薄膜の作製および微細加工プロセスの確立を試みた。
マイクロ波プラズマCVD法を用いた高濃度ボロン添加ダイヤモンド薄膜作製に関して、Si(111)およびダイヤモンド(111)基板上に超伝導転移温度4〜6Kの超伝導ダイヤモンド薄膜の作製を実現した。特にSi(111)基板上でのダイヤモンド超伝導体薄膜のヘテロエピ成長は世界的にも初めての成功例であり、当該材料を用いた今後のデバイス応用を検討する上で有用な成果と言える。また、デバイス作製に向けたダイヤモンド薄膜の微細加工としてO_2プラズマRIEを用いたダイヤモンド基板上の段差加工およびホモエピ成長したダイヤモンド超伝導体薄膜のエッチングを試み、段差基板上にウィークリン型接合形成を実現した。
上記の各種プロセスにより作製された接合試料の基礎特性を評価した結果、観測温度2Kにおいてジョセフソン接合的な振る舞いを確認した。今後は試料の超伝導転移温度の更なる向上と微小接合を用いたトンネル分光による詳細な各種接合特性の評価が求められる。
以上の結果より、本研究課題が掲げるダイヤモンド超伝導体ジョセフソン接合実現に向けたダイヤモンド超伝導薄膜作製および接合作製用微細加工プロセスの基礎がほぼ確立されたものと言える。

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2009 2008 Other

All Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] ダイヤモンド超伝導体薄膜の作製と接合形成に向けた微細加工の検討2009

    • Author(s)
      川江健, 他5名
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-04-01
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] BEN処理を用いたSi基板上へのダイヤモンド超伝導体薄膜の作製と評価2008

    • Author(s)
      吉田和弘、奥野央典、石井 聡、川江 健、高野義彦、森本章治
    • Organizer
      平成20年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2008-11-21
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] BEN処理を用いたSi基板上へのダイヤモンド超伝導体薄膜の作製と評価2008

    • Author(s)
      吉田和弘, 他6名
    • Organizer
      平成20年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • Place of Presentation
      金沢工業大学
    • Year and Date
      2008-11-21
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of heavily boron-doped diamond films by microwave plasma chemical vapor deposition with bias-enhanced nucleation and their superconducting properties2008

    • Author(s)
      T. Kawae, K. Yoshida, S. Ishii, K. Iiyama, M. Kumeda, Y. Takano, and A. Morimoto
    • Organizer
      International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2008-10-27
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Fabrication of heavily boron-doped diamond films by microwave plasma chemical vapor deposition with bias-enhanced nucleation and their superconducting properites2008

    • Author(s)
      川江健, 他5名
    • Organizer
      International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      Epochal Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2008-10-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] BEN処理を用いたSi基板上への高濃度Bドープダイヤモンド薄膜の作製と超伝導特性2008

    • Author(s)
      吉田和弘、奥野央典、石井 聡、川江 健、飯山宏一、高野義彦、久米田稔、森本章治
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2008-09-02
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] BEN処理を用いたSi基板上への高濃度Bドープダイヤモンド薄膜の作製と超伝導特性2008

    • Author(s)
      吉田和弘, 他6名
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-02
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Superconducting properties of heavily boron-doped diamond films fabricated by microwave plasma chemical vapor deposition with bias-enhanced nucleation2008

    • Author(s)
      K. Yoshida, T. Kawae, S. Ishii, K. Iiyama, M. Kumeda, Y. Takano and A. Morimoto
    • Organizer
      International Workshop on Superconductivity in Diamond and Related Materials
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2008-07-07
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Superconducting properties of heavily boron-doped diamond films fabricated by microwave plasma chemical vapor deposition with bias-enhanced nucleation2008

    • Author(s)
      吉田和弘, 他6名
    • Organizer
      International Workshop on Superconductivity in Diamond and Related Materials
    • Place of Presentation
      NIMS Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2008-07-07
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://materia2.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/Research_Project/laser/yoshida/yoshida.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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