単一磁束量子素子用超高速光入出力インターフェイス開発

• 研究課題/領域番号: 21200059
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器; 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 川山 巌 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教 (10332264)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円); 2011年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2010年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2009年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 超伝導 / 光応答 / 光インターフェイス / 磁束量子 / 高速光デバイス / フェムト秒パルスレーザー / 光生成磁束 / 超伝導論理回路 / 磁気光学顕微鏡

研究概要

高温超伝導ジョセフソン接合および超伝導ブリッジの超短パルスレーザー応答を観測するため、光パルス応答の自己相関を利用しサブピコ秒の分解能で計測可能なシステムを構築した。その結果、ジョセフソン接合および超伝導マイクロブリッジについては、十分高速に応答し、高速スイッチング素子として利用可能であることが明らかとなった。また、レーザー走査型磁気光学顕微鏡を構築し、超伝導デバイス中の磁束量子の生成・消滅を観測した。

研究成果

• [雑誌論文] Detection of Pulsed Terahertz Waves Using High-Temperature Superconductor Josephson Junction (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Kaneko, Iwao Kawayama, Hironaru Murakami, and Masayoshi Tonouchi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol.3 ページ: 42701-42701
  • NAID: 10027014232
• [雑誌論文] Detection of Pulsed Terahertz Waves Using High-Temperature Supercon ductor Josephson Junction (2010)
  • 著者名/発表者名: 金子亮介、川山巌、村上博成、斗内政吉
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 3
  • NAID: 10027014232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magneto-optical detection of single flux quantum signals in superconducting quantum interference device (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Murakami, R. Kitamura, I. Kawayama and M. Tonouchi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol. 95
• [雑誌論文] Superconductor Photonics for Terahertz Electronics (2009)
  • 著者名/発表者名: wao Kawayama, Yasushi Doda, Hironaru Murakami, Masayoshi Tonouchi
  • 雑誌名: IEEE Xplore, Conference Series, 2009 IEEE Tronto Intrenational Corference ページ: 866-869
• [雑誌論文] Development of a high-speed and a high-sensitive laser scanning magneto-optical imaging system (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Murakami, R. Kitamura, I. Kawayama and M. Tonouchi
  • 雑誌名: J. Phys. 巻: Vol. 150 ページ: 12029-12029
• [雑誌論文] Detection of Magnetic Signal in High-Tc Superconductor Devices by Scanning Laser Magneto-Optical Microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Kitamura, H. Murakami, I. Kawayama and M. Tonouchi
  • 雑誌名: IEEE Trans. Supercond. 巻: Vol. 19(Issue 3) ページ: 745-748
• [雑誌論文] Magneto-optical detection of single flux quantum signals in superconducting quantum interference device (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上博成、北村亮平、川山巌、斗内政吉
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95巻
  • 査読あり
• [学会発表] ナノ構造制御した光生成磁束量子デバイスの創整 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川山巌
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学会学術講演会シンポジウム「ストスケーリング時代における次世代革新的デバイスおよび材料の探索」
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 高温超伝導体ジョセフソン接合およびナノブリッジの光応答メカニズムの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川山巌
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会シンポジウム「ポストスケーリング時代における次世代革新的デバイスおよび材料の探索」
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] High-sensitive laser scanning magneto-optical imaging system (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上博成
  • 学会等名: Superconductivity Centennial Conference
  • 発表場所: ハーグ、オランダ
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Photo-induced resistuve transition of YBCO Josephson junctionss and nanobridges excited by femtosecond laser pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: 川山巌
  • 学会等名: Superconductivity Centennial Conference
  • 発表場所: ハーグ、オランダ
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] 高温超伝導体ジョセフソン接合およびナノブリッジの光応答メカニズムの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也、金子亮介、川山巌、梶野顕明、藤田圭佑、安保宇、井上真澄、藤巻朗、村上博成、斗内政吉
  • 学会等名: 第72回秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] ナノ構造制御した光生成磁束量子デバイスの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也
  • 学会等名: 第72回秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] 高温超伝導体ジョセフソン接合およびナノブリッジの光応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也、金子亮介、川山巌, 他7名
  • 学会等名: 2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会曽
  • 発表場所: 神奈川工大
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 高速光スイッチングデバイス開発に向けたYBCOジョセフソン接合およびナノブリッジの光応答計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也、金子亮介、川山巌, 他7名
  • 学会等名: 電子情報通信学会 超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機会振興会館
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] 磁気光学法による超伝導デバイス中の磁束検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋圭司、北村亮平、村上博成、川山巌、斗内政吉
  • 学会等名: 電子情報通信学会 超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機会振興会館
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] 高温超伝導体ジョセフソン接合およびナノブリッジを用いた高速光スイッチングデバイスの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也、金子亮介、川山巌, 他7名
  • 学会等名: 低温工学・超伝導若手講演会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 高温超伝導体ナノブリッジの光応答計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也、金子亮介、川山巌, 他7名
  • 学会等名: 2010年秋季 第71回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] YBCOナノブリッジを用いた高速光スイッチングデバイスの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也、金子亮介、川山巌、梶野顕明、藤田圭佑、安保宇、井上真澄、藤巻朗、村上博成、斗内政吉
  • 学会等名: 電子情報通信学会 2010 ソサイエティ大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] YBCOナノブリッジを用いた高速光スイッチングデバイスの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊田真也、金子亮介、川山巌, 他7名
  • 学会等名: 電子情報通信学会 2010ソサイエティ大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Optical responses of superconducting nanobridges under the irradiation of femtosecond laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: 川山巌, 他5名
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 発表場所: ワシントンDC、米国
  • 年月日: 2010-08-06
• [学会発表] Study on optical interfaces for superconducting electronics (2010)
  • 著者名/発表者名: 川山巌, 他5名
  • 学会等名: 2010 Savoie workshop
  • 発表場所: Chambery,フランス(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Optical responses of superconducting nanobridges under the irradiation of femtosecond laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwao Kawayama, Kemmei Kajino, Masumi Inoue, Akira Fujimaki, Hironaru Murakami, Masayoshi Tonouchi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 発表場所: Washington, D.C.
• [学会発表] Study on optical interfaces for superconducting electronics (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwao Kawayama, Kemmei Kajino, Masumi Inoue, Akira Fujimaki, Hironaru Murakami, Masayoshi Tonouchi
  • 学会等名: 2010 Savoie Workshop
  • 発表場所: Chambery, France
• [学会発表] Superconductor Terahertz-Photonics (2009)
  • 著者名/発表者名: 斗内政吉、川山巌、村上博成
  • 学会等名: 2009 East Asia Symposium on Superconductor Electronics
  • 発表場所: 南京(中国)
  • 年月日: 2009-10-10
• [学会発表] Superconductor Photonics for Terahertz Electronics (2009)
  • 著者名/発表者名: 川山巌、斗内政吉、村上博成
  • 学会等名: 2009 IEEE Toronto International Conference-Science and Technology for Humanity(IEEE-TIC-STH 2009)
  • 発表場所: トロント(カナダ)
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] Optical Responses of YBCO Josephson Junctions and Nanobridges (2009)
  • 著者名/発表者名: 川山巌、堂田泰史、梶野顕明、井上真澄、藤巻朗、村上博成、斗内政吉
  • 学会等名: Eufoflux2009
  • 発表場所: アヴィニヨン(フランス)
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] Superconductor Photonics for Terahertz Electronics (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwao Kawayama, Masayoshi Tonouchi, Hironaru Murakami
  • 学会等名: 2009 IEEE Toronto International Conference - Science and Technology for Humanity (IEEE-TIC-STH 2009)
  • 発表場所: Tronto, Canada
• [学会発表] Optical Responses of YBCO Josephson Junctions and Nanobridges (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Kawayama, Y. Doda, M. Murakami, K. Kajino, M. Inoue, A. Fujimaki, M. Tonouchi
  • 学会等名: Euroflux2009 International Conference, O-S2
  • 発表場所: Avignon, France
• [学会発表] Ultrafast optical switch using optically generated Josephson vortices terahertz-wave generation (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwao Kawayama, Yasushi Doda, Hironaru Murakami, Kenmei Kajino, Taishi Kimura, Masumi Inoue, Akira Fujimaki, Masayoshi Tonouchi
  • 学会等名: International Superconductive Electronics Conference (ISEC09)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan