• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

Bi-2212単結晶を用いたSISナノアレイ型高周波ミクサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15560040
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

濱崎 勝義  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40143820)

研究分担者 石黒 孝  長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (10183162)
王 鎮  独立法人, 情報通信技術研究所(超伝導エレクトロニクス・グループ), グループリーダー (70359090)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードBi-2212単結晶 / 自己フラックス法 / 自己平坦化法 / 固有Josephson特性 / 高周波ミクサ / 固有ジョセフソン接合
研究概要

ナノアレイ型Bi-2212固有Josephsonデバイスを作製するため、本研究では、従来の結晶合成工程を著しく簡単化した新しい自己フラックス法を開発し、Tc, zero=90Kの高品質Bi-2212単結晶を再現性良く合成することができた。平成15年度は、光露光法・Arイオンミリング法を用いて単結晶を加工し、ナノアレイ型Bi-2212固有Josephson接合の作製を作製した。得られた素子は、液体窒素温度(77K)でも明瞭なブランチ構造を示した。この素子の臨界電流の磁場、及びボウタイアンテナ付デバイスのマイクロ波電力依存性を調べた結果、良好なJosephson特性を示すことを見出した。また、16年度には,"Self-Planarizing process"(自己平坦化法)と名づけた新プロセスを開発した。Bi-2212層と改質層の平坦性を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した結果、0.1%塩酸に5秒間浸漬させた場合のBi-2212層と改質層の境界は完全に平坦であることが示された(塩酸濃度が0.5%以上では化学エッチングによる段差が生じている)。また、希塩酸で処理したBi-2212結晶の表面層の抵抗率はρ>10^7[Ωm]であり,絶縁性も十分であった。この方法で作製された素子の臨界電流及びリターン電流の温度依存性を測定し、リターン電流の温度依存性についての理論解析を進めた結果、これを良く説明するモデルを得ることができた。この知見はBi-2212単結晶を用いたSISナノアレイ型高周波ミクサの設計上有用なものである。
以上、平成15-17年の3年間、総額370万円の科学研究補助金を頂き、研究を進めてきた結果、(簡便な)結晶合成法、及び新しいデバイス作成法("Self-Planarizing process":自己平坦化法)を開発し、マイクロ波特性,プロセス技術,ノイズ特性等について、7編の論文、2編の国際会議発表、5編の研究会技術報告、及び16編の学会発表を行うことができた。マイクロ波応答特性については満足できる結果までは至らなかったが、この研究過程でミクサ開発についての多くの有用な知見を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Temperature dependence of the return current in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y stacks fabricated by self-planarizing process2005

    • 著者名/発表者名
      K.Okanoue, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 87

      ページ: 252506-252506

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self-planarizing process for the fabrication of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x stacks2005

    • 著者名/発表者名
      H.Ishida, K.Okanoue, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 86

      ページ: 122503-1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication and characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d> stacks by self-planarizing process2005

    • 著者名/発表者名
      K.Okanoue, H.Ishida, H.Funabiki, K.Hamasaki, N.Shimakage, A.Kawakami, Z.Wang
    • 雑誌名

      Physica C 426-43

      ページ: 1484-1484

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self-planarization process of the fabrication of Bi-2212 stacks2005

    • 著者名/発表者名
      H.Ishida, K.Okanoue, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters Vol.86

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication and characterization of Bi2Sr2CaCu208+d stacks by self-planarizing process2005

    • 著者名/発表者名
      K.Okanoue, H.Ishida, H.Funabiki, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      physica C Vol.426-431

      ページ: 1484-1488

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature dependence of the return current in Bi2Sr2CaCu2Ox stacks fabricated by self-planarizing process2005

    • 著者名/発表者名
      K.Okanoue, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Applid Physics Letters Vol.87

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Self-planarization process of the fabrication of Bi-2212 stacks2005

    • 著者名/発表者名
      H.Ishida, K.Okanoue, H.Hamasaki, H.Shimakage, Z.Wang
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurements of low-frequency noise spectral densities for a small-sized stack of intrinsic Josephson junctions of Bi_2Sr_2CaCu_2O_y single crystal2004

    • 著者名/発表者名
      Saito, H.Ishida, K.Hamasaki, A.Irie, G.Oya
    • 雑誌名

      Physica C 412-414

      ページ: 1406-1406

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simple growth technique of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x single crystals and transport characteristics of intrinsic Josephson junctions2004

    • 著者名/発表者名
      H.Ishida, K.Okanoue, H.Funabiki, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Physica C 412-414

      ページ: 1406-1406

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurements of low-frequency noise spectral densities for a small-sized stack of intrinsic Josephson junctions of Bi_2Sr_2CaCu_2O_y single crystal2004

    • 著者名/発表者名
      A.Saito, H.Ishida, K.Hamasaki, A.Irie, G.Oya
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 85

      ページ: 1196-1198

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simple growth technique of Bi2Sr2CaCuOx single crystals and transport characteristics of intrinsic Josephson junctions2004

    • 著者名/発表者名
      H.Ishida, K.Okanoue, H.Funabiki, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Physica C C412-414

      ページ: 1406-1409

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Photon-assisted multiple-Andreev reflections in high-Jc NbN/AlN/NbN tunnel junctions2004

    • 著者名/発表者名
      K.Okanoue, H.Ishida, K.Hamasaki, A.Kawakami, Z.Wnag
    • 雑誌名

      Physica C C412-414

      ページ: 1463-1467

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Relationship between 1/f noise parameter and Andreev reflection probability of epitaxial NbN/AlN or MgO/NbN tunnel junctions2004

    • 著者名/発表者名
      H.Ishida, A.Kawakami, Z.Wang, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Physica C C412-414

      ページ: 1459-1462

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurements of low-frequency noise spectral densities for a small-sized stack of intrinsic Josephson junctions of Bi2Sr2CaCu2Oy single crystal2004

    • 著者名/発表者名
      A.Saito, H.Ishida, K.Hamasaki, A.Irie, G.Oya
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 85

      ページ: 1196-1198

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth conditions and characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+X> single crystals2003

    • 著者名/発表者名
      H.Funabiki, K.Okanoue, C.Takano, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 259

      ページ: 85-85

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of the Low-frequency Noise Properties in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y Intrinsic Josephson Junctions2003

    • 著者名/発表者名
      Saito, H.Ishida, K.Hamasaki, A.Irie, G.Oya
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Applied Superconductivity 13

      ページ: 904-904

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Growth conditions and characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+x> single crystals2003

    • 著者名/発表者名
      H.Funabiki, K.Okanoue, C.Takano, K.Hamasaki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 259

      ページ: 85-89

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of the Low-frequency Noise Properties in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y Intrinsic Josephson Junctions2003

    • 著者名/発表者名
      A.Saito, H.Ishida, K.Hamasaki, A.Irie, G.Oya
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Applied Superconductivity 13

      ページ: 904-907

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ishida, K.Okanoue, H.Funabiki, K.Hamasaki: "Simple growth technique of Bi2Sr2CaCuOy single crystals and transport characteristics of intrinsic Josephson junctions"Physica C. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Funabiki, K.Okanoue, C.Takano, K.Hamasaki: "Growth conditions and characterization of Bi2sr2CaCuOy single crystals"Journal of Crystal Growth. 259. 85-89 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Saito, H.Ishida, A.Irie, A.Kawakami, Z.Wang, G.Oya, K.Hamasaki: "Temperature Dependence of the Low-frequency Noise Properties in Bi2Sr2CaCuOy Intrinsic Josephson Junctions"IEEE Trans.on Applied Superconductivity. 13. 904-907 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

URL: 

公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi