| 研究課題/領域番号 |
09831001
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
極微細構造工学
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
大矢 銀一郎 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00006280)
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| 研究分担者 |
入江 晃亘 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (90241843)
石井 清 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (30134258)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 高温超電導体 / Bi_2Sr_2CaCu_2O_y / 単結晶 / 固有ジョセフソン接合 / 自然超格子 / 磁束量子 / ボルテックス・フロー / 高周波発振 / 高温超伝導体 / 酸化物高温超伝導体 / 磁束フロー / フィスケ・ステップ / 超格子 / 磁束量子列 / 共振 |
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| 研究概要 |
本研究は、層状酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶における、CuO_2超伝導層とBiO/SrO絶縁層が原子層スケールで交互に積層した構造を持つ固有ジョセフソン接合超格子に励起される電子(正孔)波および磁束量子波のコヒーレント動作のダイナミックスを解明し、その動作を外部から干渉制御する方法を検討して、最終的に固有ジョセフソン接合超格子による量子効果デバイスの基本動作および原理を確立することが目的である。
本研究で得られた成果は次のようである。
1.上記の単結晶よりデバイスの基本形である矩形および円筒形固有ジョセフソン接合超格子メサを作製し、両メサに4.2Kで磁界を印加して磁束量子(ジョセフソン・ボルテックス)を導入し、電流をバイアスすることにより、同メサ内に磁束量子(波)のコヒーレント運動が励起され、それは固有ジョセフソン接合内に生ずる電磁波の最高位相速度にほぼ対応する(1-5)×10^6m/sの高速度で運動することを明らかにした。シミュレーションによっても、同様な磁束量子(波)の高速運動を確認した。
2.矩形メサは磁束量子(波)運動により高周波を発生しており、この磁束量子(波)運動を外部磁界によって制御することにより、同メサは周波数可変の高周波発振器として動作でき、4.2Kで0.16Tの印加磁界によって80GHzの高周波を発振することを確認した。
3.矩形および円筒形メサは、電流パルスによって、スイッチング素子のように固有ジョセフソン接合超格子における電子(正孔)波のコヒーレント動作を励起・制御できると共に、このとき4.2Kで数十GHz-THz超高周波発振が可能であることを見出した。
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