| 研究課題/領域番号 |
16K04877
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ構造物理
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
篠崎 文重 九州大学, 理学研究院, 名誉教授 (80117126)
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| 研究分担者 |
浅野 貴行 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (00301333)
牧瀬 圭正 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60363321)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 超伝導細線 / 位相すべり / 超伝導絶縁体転移 / 異常磁気抵抗 / 量子位相すべり / 磁気抵抗 / 位相揺らぎ / エピタキシャル膜 / 電気輸送特性 / 窒化物超伝導体 / 超伝導素子 / 量子効果 / 超伝導ナノワイヤー |
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| 研究成果の概要 |
量子細線デバイスの実現を目指し、NbN、NbTiNおよびMoReNの準一次元および二次元試料で、超伝導―絶縁体転移を明らかにするため、直流四端子法で電気輸送特性を調べ、 以下の結果を得た。1）NbTiNナノワイヤーで、T<TcでのR(T)特性を熱活性化位相スリップ理論と量子位相スリップ理論を用いて解析した。 Tcの細線抵抗依存性データの解析から、超伝導―絶縁体転移は量子化磁束-電荷双対性理論で説明できた。 2）Si 3 C基板上のNbNナノワイヤでは、外部磁場は量子位相スリップ効果のみを強く抑制することがわかった。 この結果は「巨大負の磁気抵抗、即ち磁場誘起の超伝導」を意味する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、量子コンピューターへの応用や物理定数の高精度決定等の基礎科学への展開等の見地から、超伝導量子回路の実用化が期待視され、回路高集積化や応用範囲を広げる量子細線素子の研究がおこなわれている。しかし、量子細線では酸化による劣化や酸素由来の磁性がない、高インピーダンスな特性も必要となるため既存の材料では実現が難しい。そこで窒化物を使ったアモルファス膜による新しい材料を開発し、窒化物を用いた超伝導細線で実験・解析を行い、細線が電子回路実用化への基礎理論を満足する結果を得た。一方、その過程で、これまでに観測・報告例のない巨大磁気抵抗を示す細線を可能にした。新しい素子の可能性を示している。
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