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走査フォノン透過顕微鏡(SPTM)の開発

研究課題

研究課題/領域番号 06555008
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 表面界面物性
研究機関京都大学

研究代表者

酒井 明  京都大学, 工学研究科, 教授 (80143543)

研究分担者 水島 公一  東芝研究開発センター, 基礎研究所, 技監
長谷川 幸雄  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80252493)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1995年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1994年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード超伝導探針 / 慣性移動機構 / 走査ホールプローブ / フォノン / 超伝導接合
研究概要

本研究は,超伝導SNS接合の一方のS電極を超伝導探針とし,これを走査することによって高周波フォノン源を移動させながらフォノンの透過特性の2次元分布を観測する走査フォノン透過顕微鏡(SPTM)の開発を目的として行われた.本研究ではSPTMの要素技術である,(1)超伝導探針の作製,(2)慣性移動機構の開発,(3)超伝導層の均一性の評価,に関する研究を行い,以下に記す成果を得ている.しかしこれらの要素技術を組み上げて,SPTMによる実験を具体的に行うには至っておらず,この点は今後に残された課題となっている.
1.超伝導フォノン源となる超伝導探針については,これまで転移温度が高い軟らかな金属はその探針化が困難であったが,本研究では2段階電解研磨法を用いて,Nb,Pb,V,Ta,Sn,In,Reの各超伝導金属の探針製作を試み,先端半径500nmの探針を作製することに成功している.特にPb,Inは,今回初めて探針化された金属である.
2.超伝導探針と試料との接近・接触を行うための低温用の慣性移動機構の開発を行った.慣性移動機構では,圧電素子に加える電圧波形が重要であり,本研究でもサイクロイド波形・放物線波形・鋸歯状波形,等様々な波形による駆動を試み,移動特性の比較を行った.その結果,速度変化が小さい鋸歯状波形では鉛直方向の移動は困難であることが明らかとなった.液体ヘリウム温度において慣性移動実験を行い,サイクロイド波形を用いた駆動により1ステップ当たり90nmの移動特性が得られている.
3.走査ホールプローブを利用して超伝導層の残留磁界分布の観察を行い,超伝導層内の常伝導欠陥をイメージすることにより超伝導層の均一性を評価する実験を行った.Bi系超伝導テープ材を試料とした実験により,試料内の欠陥が実際に走査ホールプローブ法でイメージできることが明らかになった.

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] Akihito Tanihata: "″Scanning Hall-probe microscopy of the remanent state of Ag-sheathed Bi2223 tapes″" Superconductor Science and Technology. 9. 1055-1059 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuhiro Nakane: "″Tip preparation method for soft superconducting metals″" (発表予定).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akihito Tanihata, A.Sakai, M.Matsui, N.Nonaka, and K.Osamura: "Scanning Hall-probe microscopy of the remanent state of Ag-sheathed Bi2223 tapes" Superconducter Science and Technology. Vol.9. 1055-1059 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakane and A.Sakai: "Tip preparation method for soft superconducting metals" (To be submitted.).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 酒井 明: "STSの高速化の試み" 第43回応用物理学関係連合講演会予稿集. No.2. 442 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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