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超伝導光演算デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19656091
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪大学

研究代表者

斗内 政吉  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (40207593)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2008年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードジョセフソン接合 / 光応答 / フェムト秒パルスレーザー / 超伝導磁束量子デバイス / 磁束フロートランジスタ / 光演算
研究概要

これまで、ジョセフソン磁束量子フロートランジスタ(JVFT)にフェムト秒レーザーパルスを照射し、その光応答から高速演算素子としての可能性を検討してきた。前年度にはJVFTの応答速度速度を検証し、JFVTの応答時間が5ps以下であることを示した。今年度は、さらにレーザーパルス照射時における精密な電流一電圧特性の測定、ジョセフソン接合からのテラヘルツ放射を計測を行い、さらにジョセフソン電流をナノブリッジに変えて同様のパルス照射実験を行った。
精密なI-V測定を行った結果、光照射下ではI-V曲線にはFiske stepに似た電流ステップが観測された。これらは交流ジョセフソン効果と光照射によって生成された磁束が高速にチャンネルをフローする際に共振することにより発生したと考えられる。このように、光照射による磁束のダイナミクスを制御可能であることを示した。これと同時に、光照射されたジョセフソン接合からのテラヘルツパルス電磁波の発生・検出を行い、これに成功した。得られた波形から、光照射時の電流変化時間を見積もり、これまでの光電圧計測の結果と一致することが確認できた。また、100nm程度のブリッジ幅を持つナノブリッジの光応答計測にも着手し、パルスレーザー照射による出力電圧の発生も確認できている。このような取り組みにより、超伝導体の長短パルス光に対する応答を包括的に理解する礎を築くことが出来たと考える。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Optical Responses of Josephson Vortex Flow Transistor under Irradiation of Femtosecond Laser Pulses2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Doda, I. Kawayama, H. Murakami, M. Tonouchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 2381-2384

    • NAID

      10022547008

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] テラヘルツ動作超伝導フォトニツクデバイスの開発2008

    • 著者名/発表者名
      川山巌, 堂田泰史, 村上博成, 斗内政吉
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子デバイス研究会
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2008-12-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of optically controlled Josephson vortices and their application to an ultrafast optical switch2008

    • 著者名/発表者名
      I. Kawayama, Y. Doda, H. Murakami, M. Tonouchi
    • 学会等名
      15th International Workshop on Oxide Electronics
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 年月日
      2008-09-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Novel superconducting optical switch based on a Josephson vortex flow transistor2008

    • 著者名/発表者名
      I. Kawayama, Y. Doda, H. Murakami, M. Tonouchi
    • 学会等名
      2008 Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2008-08-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ジョセフソン光スイッチング素子の動作メカニズムの検討2008

    • 著者名/発表者名
      堂田泰史, 川山巌, 村上博成, 斗内政吉
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Superconducting Optical Input Device with Optically-Generated Vbrtices2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Doda, I. Kawayama, H. Murakami and M. Tonouchi
    • 学会等名
      The 14th International Workshop on Oxide Electronics
    • 発表場所
      Jeju island, Korea
    • 年月日
      2007-10-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of an optical interface for SFQ logic circuits2007

    • 著者名/発表者名
      I. Kawayama, Y. Doda, H, Murakami, M. Tonouchi, M. Inoue, A. Fujimaki
    • 学会等名
      8th European Conference on Applied Superconductivity
    • 発表場所
      Brussels, Belgium
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ジョセフソン磁束量子フロートランジスター型高速光入力素子の開発2007

    • 著者名/発表者名
      堂田泰史, 川山巌, 村上博成, 斗内政吉
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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