| 研究課題/領域番号 |
07555410
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中島 健介 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (70198084)
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| 研究分担者 |
明連 広昭 埼玉大学, 工学部, 助教授 (20219827)
陳 健 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (90241588)
山下 努 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30006259)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
1997年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1996年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
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| キーワード | 高温超伝導 / ジョセフソン接合 / 粒界接合 / ミリ波 / サブミリ波 / テラヘルツ / 高周波 / シリコン |
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| 研究概要 |
高温超伝導体を利用した超低損失伝送線路、超高感度検出器などミリ波・サブミリ波デバイスは、比較的簡便な冷却シテスムで利用可能であり、情報通信量の増大に対処するための超高速通信システムへの応用が期待される。また、従来の超伝導体にない層状構造に由来する特徴的な高周波特性を利用した新しい高周波デバイスへの応用も可能である。本研究では、シリコン単結晶を基板とするYBCO高温伝導薄膜粒界ジョセフソン接合をミリ波・サブミリ波帯の電磁波検出器に応用するための基盤技術の開発を目的とした。その結果、YBCO粒界ジョセフソン接合(GBJJ)の臨界温度 Tc,I_c,I_cR_N 積の向上により高温(70K)動作で初めて2.525TH_z 信号のビデオ検波に成功した。さらに、GBJJに微弱な直流磁界を印加することによりマイクロなみからミリ波・サブミリ波にわたる極めて広い周波数流域の高周波信号に対する応答(シャピロステップ)が協調されることを見出した。これは、GBJJを用いた広帯域スペクトロメータを実現する上で極めて有用な知見である。また、GBJJを用いてハ-モニック・ヘテロダインミキシング実験を行い、fs=2.525THzのサブミリ波信号とfLO=19.4176268GHzのマイクロ波局部信号に対して130次のハ-モニックミキシング出力(中間周波出力)を得た。このときIF信号対雑音信号比(S/N)は約20dB、スペクトル分解能は100KHzであった。S/Nは、高周波回路の最適化により更に改善が見込まれる。GBJJを用いたミリ波・サブミリ波ハ-モニック・ヘテロダインミキシングの高スペクトル分解能が確認し、ビデオ検波による広帯域スペクトロスコピーと併せ、当該スペクトル領域の高精度スペクトロメーターの実用化が可能であることを示した。
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