| 研究課題/領域番号 |
12450135
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山下 努 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (30006259)
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| 研究分担者 |
水柿 義直 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (30280887)
陳 健 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (90241588)
中島 健介 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (70198084)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2001年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2000年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
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| キーワード | 高周波 / 磁界励起 / 超伝導量子干渉素子 / 粒界 / ジョセフソン接合 / ゼロバイアス電流ステップ / 電圧標準器 / 磁束量子 / 粒界ジョセフソン接合 / コプレーナ型共振器 / スイッチング素子 / A / D変換器 / バイクリスタル基板 / YBCO薄膜 |
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| 研究概要 |
本研究は、高周波磁界励起型超伝導量子干渉素子の特性について、数値計算と実験による検証を行うと共に、各応用に必要となる基礎データを得ることを目的として行われた。まず、数値計算による特性解析においては、素子特性の(i)高周波磁界周波数依存性、(ii)高周波磁界パワー依存性、(iii)外部直流磁界依存性、(iv)スイッチング応用を念頭においた動作マージンとパワー利得、などの結果を得た。次に、YBa_2Cu_3O_<7-δ>粒界ジョセフソン接合(以下YBCO-GBJJ)を用いた実験として、H型アンテナ構造を付加した素子の20GHzの高周波信号応答を測定し、低パワー時に数値計算と同様の特性を得た。さらに、高周波磁界の印加方法改善として、素子とは別に用意した高周波共振器上に素子を配置する方法について実験を行った。その利点としては、高周波信号から磁界成分のみを素子に印加するための構造を素子とは別個に設計できる、利用する周波数帯域にあわせて高周波磁界受信機構を設計することで応答周波数帯域を広く取ることができる、同一の超伝導量子干渉素子を用いることで応答特性の周波数依存性を系統的に得ることができる、などが挙げられる。YBCO-GBJJからなる超伝導量子干渉素子とコプレーナ共振器とを結合させた系について、高周波信号を印加した際の応答特性を測定した。その結果、20GHzの周波数領域において高周波磁界駆動型超伝導量子干渉素子の特徴となる応答特性が得られ、この高周波磁界印加法の有効性が示された。最後に、高周波磁界駆動型量子干渉素子をこれまでの2接合のものから3接合のものに拡張した素子について検討した。数値計算の結果、位相の異なる2つの高周波磁界を素子に印加した場合に、ゼロクロス電流ステップが発生することが示され、プログラマブル電圧標準器への応用が可能であることが分かった。
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