固有ジョセフソン接合への磁束書き込み・演算・読み出し

• 研究課題/領域番号: 18510113
• 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: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 羽多野 毅 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ物質ラボ, グループリーダー (50354337)
• 研究分担者: 王 華兵 (WANG Huabing) 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ物質ラボ, 主幹研究員 (70421427)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,240千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 540千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: ジョセフソン磁束 / ロックイン現象 / 不揮発性記憶 / 固有ジュセフソン接合 / 固有ジョセフソン接合 / ジョセテソン磁束 / 固有ジョスフソン接合 / 磁束量子

研究概要

高温超伝導体は層状の結晶構造そのものが超伝導性と絶縁性を示すことから、ジョセフソン素子としてどうさすることが知られ、固有ジョセフソン接合と呼ばれている。固有ジョセフソン接合Y-123系における磁束量子の層平行磁束と層に垂直の磁束との二状態間を、電流によりスイッチングさせることに成功した。磁束状態は温度を保持している限り電流を切っても不揮発性で記憶されていることを見いだした。また、その繰り返し読み出し・繰り返し書き込み消去動作を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Bi系高温超伝導体単結晶ウイスカー、超-高周波・低消費電力・集積素子の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅
  • 雑誌名: 工業材料 57巻1号 ページ: 32-33
• [雑誌論文] Hot spots and waves in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8, intrinsic josephson junction stacks : A study by low temperature scanning laser microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H. B. Wang, S. Guenon, J. Yuan, A. Iishi, S. Arisawa, T. Hatano
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flux-flow behaviors on a Bi2Sr2CaCu2O8+ (Bi-2212) stack (2008)
  • 著者名/発表者名: S.-J. Kim, T. Hatano, and M. Blamire
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 103
• [雑誌論文] Observation of intrinsic Josephson effects in tetragonally synthesized single-crystalline NdBa2Cu3O6.65 films grown by tri-phase epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: KungSung. Yun, Takeshi Hatano, Shinichi Arisawa, Akira Ishii, Huabing Wang Tsutomu Yamashita, Ienari Iguchi, Masashi Kawasaki and Hideomi Koinuma
  • 雑誌名: Supercond. Sci. Technol. 21 ページ: 75006-75009
• [雑誌論文] Observation of intrinsic Josephson effects in tetragonally synthesized single-crystalline NdBa_2Cu_3O_<6.65>_ films grown by tri-phase epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: K. S. Yun, T. Hatano, S. Arisawa, A. Ishii, H. B. Wang, 他
  • 雑誌名: Supercond. Sci. Technol. 21 ページ: 75006-75009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flux-flow behaviors on a Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> (Bi-2212) stack (2008)
  • 著者名/発表者名: S.-J. Kim, T. Hatano, M. Blamire
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible formation of rectangular Josephson-vortex lattice in narrow Bi-2212 intrinsic Josephson junctions by the enhanced edge effect (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, S. Kawakami, S. M. Kim, S. Urayama, K. Inomata, M. Nagao, S.-J. Kim, H.B. Wang , K.S. Yun, Y. Takano, A. Ishii, S. Arisawa, T. Yamashita, M. Tachiki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 67 ページ: 365-368
• [雑誌論文] Current-dependent flux-flow resistance and resonant current steps in BSCCO intrinsic Josephson junctions (2007)
  • 著者名/発表者名: S. M. Kim, S. Urayama, H. B. Wang, S. Kawakami, K. Inomata, M. Nagao, K. S. Yun, Y. Takano, K. Lee and T. Hatano
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 67 ページ: 438-441
• [雑誌論文] Periodic Oscillations of Josephson-Vortex Flow Resistance in Oxygen-Deficient YBa2Cu3Ox (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Nagao, S. Urayama, S. M. Kim, H. B. Wang, K. S. Yun, Y. Takano, T. Hatano, I. Iguchi, T. Yamashita, M. Tachiki, H. Maeda, M. Sato
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 74
• [雑誌論文] 高温超伝導体ウィスカ-高温超伝導体の結晶構造は多重ジョセフソン素子構造 (2006)
  • 著者名/発表者名: 長尾雅則, 羽多野毅
  • 雑誌名: セラミックス 41 ページ: 283-287
• [雑誌論文] Images of Interlayer Vortices and c-axis Penetration Depth of High-Tc YBa2Cu3O7-y Superconductor (2006)
  • 著者名/発表者名: I. Iguchi, T. Takeda, T. Uchiyama, A. Sugimoto, T. Hatano
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 73
• [雑誌論文] Periodic Oscillations of Josephson-Vortex Flow Resistance in Oxygen-Deficient YBa_2Cu_3O_z (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Nagao, S.Urayama, S.M.Kim, H.B.Wang, K.S.Yun, Y.Takano, T.Hatano, I.Iguchi, T.Yamashita, M.Tachiki, H.Maeda, M.Sato
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 74 ページ: 54502-54502
• [雑誌論文] Shapiro steps observed in annular intrinsic Josephson junctions at low microwave frequencies (2006)
  • 著者名/発表者名: H.B.Wang, S.M.Kim, S.Urayama, M.Nagao, T.Hatano, S.Arisawa, T.Yamashita, P.H.Wu
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 88 ページ: 63503-63503
• [雑誌論文] Terahertz oscillation in submicron sized intrinsic Josephson junctions (2006)
  • 著者名/発表者名: H.B.Wang, S.Urayama, S.M.Kim, S.Arisawa, T.Hatano, B.Y.Zhu
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 89 ページ: 252506-252506
• [雑誌論文] Images of Interlayer Vortices and C-axis Penetration Depth of High-T_cYBa_2Cu_3O_<7-y> Superconductor (2006)
  • 著者名/発表者名: I.Iguchi, T.Takeda, T.Uchiyama, A.Sugimoto, T.Hatano
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 73 ページ: 224519-224519
• [雑誌論文] 高温超電導体ウィスカー高温著伝導体の結晶構造は多重ジョセフソン素子構造 (2006)
  • 著者名/発表者名: 長尾雅則, 波多野毅
  • 雑誌名: セラミックス 41 ページ: 283-283
• [雑誌論文] Possible formation of rectangular Josephson-vortex lattice in narrow Bi-2212 intrinsic Josephson junctions by the enhanced edge effect (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano, S.Kawakami, S.M.Kim, S.Urayama, K.Inomata, 他
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 67 ページ: 365-365
• [雑誌論文] Current-dependent flux- flow resistance and resonant current steps in BSCCO intrinsic Josephson junctions (2006)
  • 著者名/発表者名: S.M.Kim, S.Urayama, H.B.Wang, S.Kawakami, K.Inomata, M.Nagao, K.S.Yun,..T.Hatano
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 67 ページ: 438-438
• [学会発表] ジョセフソン磁束/交差磁束状態の 電流によるスイッチング (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽多野 毅, 長尾 雅則、稲本 悠也、王 華兵
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学、東京都豊島区
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Switching between Vortex-flow and pinned states in Intrinsic Josephson Junctions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano H. B. Wang, Y. Inamoto, and M. Nagao
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Intrinsic Josephson Effect and Plasma Oscillations
  • 発表場所: POSTEC, Pohang, Korea
  • 年月日: 2008-07-17
• [学会発表] Switching between Vortex-flow and pinned states in Intrinsic Josephson Junctions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano H. B. Wang, Y. Inamoto, M. Nagao
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Intrinsic Josephson Effect and Plasma Oscillations
  • 発表場所: ポハン科学技術大学、韓国
  • 年月日: 2008-07-17
• [学会発表] Non-volatile flash memory effect in intrinsic Josephson junctions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, H. B. Wang, M. Nagao, Y. Inamoto and S. Arisawa
  • 学会等名: 第4回「超伝導ナノサイエンスと応用」研究会
  • 発表場所: 兵庫県有馬市
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Non-volatile flash memory effect in intrinsic Josephson junctions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, H. B. Wang, et. al.
  • 学会等名: 第4回「超伝導ナノサイエンスと応用」研究会
  • 発表場所: 有馬、兵庫
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] THz excitation in intrinsic Josephson junctions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, , H. B. Wang, K. S. Yun, S. Arisawa, Y. F. Wei, A. Ishii and I. Iguchi
  • 学会等名: 4th CREST Nano-Virtual-Labs Joint Workshop on Superconductivity
  • 発表場所: Kita-Kyushu Fukuoka
  • 年月日: 2007-12-19
• [学会発表] Non-volatile flash memory effect in superconducting junctions by the flow states of Josephson and pancake vortices (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, H. B. Wang, M. Nagao, K. S. Yun and S. Arisawa
  • 学会等名: 7th International AQDJJ conference on Frontiers of Josephson Physics and Nanoscience (FJPN07) in memory of the late professor Bob Parmentier
  • 発表場所: Palinuro, Italy
  • 年月日: 2007-09-26
• [学会発表] Non-volatile flash memory effect in superconducting intrinsic Josephson junctions by the flow states of Josephson and pancake vortices (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, H. B. Wang, M. Nagao, K. S. Yun, S. Arisawa
  • 学会等名: 7th International AQDJJ conference on Frontiers of Josephson Physics and Nanoscience
  • 発表場所: Palinuro,Italy
  • 年月日: 2007-09-26
• [学会発表] Superconducting flash memory by programming vortex state in intrinsic Josephson junctions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, M. Nagao, K. S. Yun, H. B. Wang
  • 学会等名: European Conference on Applied Superconductivity
  • 発表場所: Brussels, Belgian
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] Superconducting flash memory by programming vortex state in intrinsic Josephson junctions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, M. Nagao, K. S. Yun, H. B. Wang
  • 学会等名: European Conf.on Applied Superconductivity
  • 発表場所: Brussels,Belgian
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] Lock-in phenomena of Josephson vortices in Bi-2212 and RE-123 intrinsic Josephson junctions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, K. S. Yun, S. Arisawa and H. B. Wang
  • 学会等名: Joint ESF and JSPS Conference on VORTEX MATTER IN NANOSTRUCTURED SUPERCONDUCTORS (VORTEX V)
  • 発表場所: Rhodes, Greek
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] Lock-in phenomena of Josephson vortices in Bi-2212 and RE-123 intrinsic Josephson junctions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, K. S. Yun, S. Arisawa, B. Wang
  • 学会等名: VORTEX V International Conference
  • 発表場所: Rhodes,Greek
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合の交差磁束状態でのパンケーキ磁束の消去と書き込み (2007)
  • 著者名/発表者名: 羽多野 毅, 長尾 雅則, 尹 〓成, 王 華兵
  • 学会等名: 応用物理学会2007年春の学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス、神奈川県相模原市
  • 年月日: 2007-03-27
• [図書] Bi系高温超伝導体単結晶ウイスカー、超-高周波・低消費電力・集積素子の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 工業材料57巻1号"超"材料特集記事、工業材料プロダクション