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光伝導を示す半導体と超伝導体からなる極微細構造素子における光応答の研究

研究課題

研究課題/領域番号 03452040
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 固体物性
研究機関大阪大学

研究代表者

鷹岡 貞夫  大阪大学, 理学部, 助教授 (50135654)

研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
1993年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1992年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1991年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード超伝導近接効果 / ジョセフソン結合 / メゾスコピック系 / 量子ホール効果 / エッジ状態 / 2次元電子系 / 永久光伝導 / メゾスコピック / 半導体-超伝導体接合 / ジョセフソン効果 / ナロー・ギャップ半導体 / 微細加工
研究概要

我々は、電子移動度が高く、また“永久光伝導"の変化割合も大きなInをドープしたPb_<1-X>Sn_XTe(X=0.25)単結晶基板上に、Pb単独のフィルムよりは、粒界が細やかで膜質が良く微細加工に適したPb,In,Au積層超伝導フィルムを電子ビーム露光の技術を用いたサブミクロン加工により、超伝導状態の侵入距離と同程度に人工的に隔てられた様々な超伝導体間の間隔をもつ超伝導フィルムからなる超伝導-半導体複合素子を製作し、その素子の超伝導特性の光照射による変化を試みた。本研究では従来と比べて特に、超伝導電流以外の漏れ電流を出来るだけ少なくするため、電極ならびにギャップ付近以外の超伝導フィルムと半導体基板の間に、絶縁体であるSiO膜をはさんで絶縁した素子を作製した。超伝導フィルムの間隔を0.3〜0.2μmにした素子では4.2Kの低温でその電流-電圧特性にジョセフソン結合特有のヒステリシスを観測した。さらにこの素子に光を照射すると、臨界電流値(抵抗が急激に増加する電流値)が照射量につれて増加することを見い出した。これらのことより、我々は超伝導体-半導体-超伝導体微小接合素子において、その超伝導特性を外部からの光照射により制御することに成功したものと思われる。
またこの研究費で購入した超高精度キャパシタンス・ブリッジを使用することにより、我々は以前より研究してきた2次元電子系電子系における量子ホール効果状態下での“エッジ状態"について、従来とは別の角度から研究した。その結果、この2次元電子系とゲート電極間の磁気電気容量は、従来から主張されてきた2次元電子系の状態密度に比例するのではなく、試料のエッジの長さにより決まることを発見した。この結果を利用して、従来測定することが困難であった、エッジ状態の幅を見積もった。

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] S.TAKAOKA: "“Ballistic and Elastic Mean Free Paths Determined by Magnetic Electron Focusing Effect in GaAs/AlGaAs"" Solid State Communications.83. 775-777 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.TAKAOKA: "“Influence of Gate Voltage on Nonlocal Resistance in GaAs/AlGaAs Heterostructure at High Magnetic Fields"" Physica B. 184. 21-25 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.TAKAOKA: "“Magnetocapacitance and the Edge State in a Two Dimensional Electron System in Quantum Hall Regime"" Physical Review Letters.(印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小新堂 透: "「半導体-超伝導体接合での超伝導近接効果に対する光伝導の影響」" 物性研究. 56. 566-596 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鷹岡 貞夫: "「光に応答する超伝導材料」" 大阪大学低温センターだより. 76. 6-10 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 邑瀬 和生: "「半導体-金属複合系の量子伝導」" 生産技術誌. 45. 12-18 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Takaoka: ""Ballistic and Elastic Mean Free Paths Determined by Magnetic Electron Focusing Effect in GaAs/AlGaAs"" Solid State Communications. vol.83. 775-777 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Takaoka: ""Influence of Gate Voltage on Nonlocal Resistance in GaAs/AlGaAs Heterostructure at High Magnetic Fields"" Physica B. vol.184. pp.21-25 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Takaoka: ""Magnetocapacitance and the Edge State in a Two Dimensional Electron System in Quantum Hall Regime"" Physical Review Letters. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Koshindo: ""Influence of Photoconduction on Superconductivity Proximity Effect in Semiconductor-Superconductor Junction" (in Japanese)" Bussei-Kenkyuu. vol.56. 566-596 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Takaoka: ""Superconducting Material to Respond to Light" ( in Japanese)" Osaka University Teion-Center-Dayori. vol.76. 6-10 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Murase: ""Quantum Conduction in Semiconductor-Superconductor Composite System" (in Japanese)" Seisan-Gijutu-Si. vol.45. 12-18 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 音 賢一: "半導体メゾスコピック構造における量子伝導" 大阪大学極限物質研究センター報告書. NO4. 26-34 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 仲尾 幸夫: "半導体-超伝導体複合系の光誘超伝導" 大阪大学 理学研究科 修士論文. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 邑瀬 和生: "半導体-金属複合系の量子伝導" 生産技術誌. 45. 12-18 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 香西 孝貞: "超伝導体-半導体メゾスコピック素子と光応答" 大阪大学理学研究科 修土論文. 1-29 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 小新堂 透: "半導体ー超伝導体接合での超伝導近接効果に対する光伝導の影響" 物性研究. 56ー5. 566-596 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 鷹岡 貞夫: "光に応答する超伝導材料" 大阪大学低温センタ-だより ISSN0387ー4419. 76. 6-10 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 鷹岡 貞夫: "光に応答する超伝導材料の開発" 日本板硝子材料工学助成会成果報告書 ISSN0910ー559X. 9. 80-84 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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