ジョセフソン磁束フロー現象の不揮発性記憶効果

• 研究課題/領域番号: 21510137
• 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, 超伝導物性ユニット, グループリーダー (50354337)
• 研究分担者: WANG Huabing 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導物性ユニット, 主幹研究員 (70421427)
• 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: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2010年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2009年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 固有ジョセフソン接合 / ジョセフソン磁束 / ロックイン現象 / 不揮発性記憶 / 固有ジョセフソン効果

研究概要

異方性γを35程度と高くしたY-123系高温超伝導体固有ジョセフソン接合で、CuO2面を跨ぐ(パンケーキ磁束)とCuO2面と平行のジョセフソン磁束を電流でスイッチさせることに成功し、しかもその磁束状態が電流を切っても保持されることから、不揮発性の記憶素子として使えることを提案した。さらに、Y-123系高温超伝導体に加えて、Bi-2212系においても、二つの磁束状態間を電流でスイッチさせることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Coherent Terahertz Emission of Intrinsic Josephson Junction Stacks in the Hot Spot Regime (2010)
  • 著者名/発表者名: H. B. Wang, S. Guenon, B. Gross, J. Yuan, Z. G. Jiang, Y. Y. Zhong, M. Grunzweig, A. Ishii, P. H. Wu, T. Hatano, D. Koelle, and R. Kleiner
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 105 ページ: 57002-57002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of hot spots and terahertz waves in Bi2Sr2CaCu2O8 intrinsic Josephson junction stacks of various geometry (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Guenon, M. Grunzweig, B. Gross, J. Yuan, Z. G. Jiang, Y. Y. Zhong, M. Y. Li., A. Ishii, P. H Wu., T. Hatano, R. G. Mints, E. Goldobin, D. Koelle, H. B. Wang and R. Kleiner
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82 ページ: 214506-214506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Terahertz Emission of Intrinsic Josephson Junction Stacks in the Hot Spot Regime (2010)
  • 著者名/発表者名: H.B.Wang, S.Guenon, B.Gross, J.Yuan, Z.G.Jiang, Y.Y.Zhong, M.Grunzweig, A.Iishi, P.H.Wu, T.Hatano, D.Koelle, R.Kleiner
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of hot spots and terahertz waves in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 intrinsic Josephson junction stacks of various geometry (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Guenon, M.Grunzweig, B.Gross, J.Yuan, Z.G.Jiang, Y.Y.Zhong, M.Y.Li, A.Iishi, P.H.Wu, T.Hatano, R.G.Mints, E.Goldobin, D.Koelle, H.B.Wang, R.Kleiner
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth and Anisotropic Properties of RBa2Cu3Ox Single-Crystal Whiskers (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nagao, S.Watauchi, I.Tanaka, T.Okutsu, Y.Takano, T.Hatano, H.Maeda
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 巻: 49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning SQUID Microscopy Observation of Grain Boundary Junction in Tri-Phase Epitaxy NbBa2Cu3O7-δThin Film (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Arisawa, K.S.Yun, K.Mochiduki, I.Iguchi, T.Hatano
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE MATERIALS RESEARCH SOCIETY OF JAPAN 巻: 35 ページ: 195-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Al2O3基板上にY,Cu,BaF2をスパッタ成膜した前駆体膜の後熱処理によるYBCO薄膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤淳一, 羽多野毅, 保坂純男
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C,J-93-C 巻: 9 ページ: 311-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hot spots and waves in Bi2Sr2CaCu2O8 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. Ishii, S. Arisawa, T. Hatano, T. Yamashita, D. Koelle, and R. Kleiner
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 ページ: 17006-17006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Josephson vortex ratchet made of intrinsic Josephson junctions in Bi2Sr2CaCu2O8 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. B. Wang, B. Y. Zhu, C. Gurlich, M. Ruoff, S. Kim, T. Hatano, B. R. Zhao, Z. X. Zhao, E. Goldobin, D. Koelle, and R. Kleiner
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80 ページ: 224507-224507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Josephson vortex ratchet made of intrinsic Josephson junctions in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. B. Wang, B. Y. Zhu, C. Gurlich, M. Ruoff, S. Kim, T. Hatano, B. R. Zhao, Z. X. Zhao, E. Goldobin, D. Koelle, and R. Kleiner
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80 ページ: 224507-224507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layer-by-layer growth and magnetic properties of Y_3Fe_5O_<12> thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Krockenberger, K. S. Yun, T. Hatano, S. Arisawa, M. Kawasaki, Y. Tokura
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 106 ページ: 123911-123911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of electron-doped La_<2-x> Ce_xCuO_<4±d> thin films with various Ce doping by dc magnetron sputtering (2009)
  • 著者名/発表者名: B. X. Wu, K. Jin,. J. Yuan, H. B. Wang, T. Hatano, B. R. Zhao, B. Y. Zhu
  • 雑誌名: PHYSICA C 巻: 469 ページ: 1945-1945
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thickness-induced insufficient oxygen reduction in thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: B. X. Wu, K. JIN,. J. Yuan, H. B. Wang, T. Hatano, B. R. Zhao, B. Y. Zhu
  • 雑誌名: Supercond. Sci. Tech 巻: 22 ページ: 85004-85004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Josephson vortex ratchet made of intrinsic Josephson junctions in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.B.Wang, B.Y.Zhu, C.Gurlich, M.Ruoff, S.Kim, T.Hatano, B.R.Zhao, Z.X.Zhao, E.Goldobin, D.Koelle, R.Kleiner
  • 雑誌名: Physical Review B 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layer-by-layer growth and magnetic properties of Y_3Fe_5O_<12> thinfilms (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Krockenberger, K.S.Yun, T.Hatano, S.Arisawa, M.Kawasaki, Y.Tokura
  • 雑誌名: JORNAL OF APPLIED PHYSICS 106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of electron-doped La_<2-x>Ce_xCuO_<4±d> thin films with various Ce doping by dc magnetron sputtering (2009)
  • 著者名/発表者名: B.X.Wu, K.Jin, J.Yuan, H.B.Wang, T.Hatano, B.R.Zhao, B.Y.Zhu
  • 雑誌名: PHYSICA C 469 ページ: 1945-1949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thickness-induced insufficient oxygen reduction in thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: B.X.Wu, K.JIN, .J.Yuan, H.B.Wang, T.Hatano, B.R.Zhao, B.Y.Zhu
  • 雑誌名: SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNO LOGY 22
  • 査読あり
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合巨大メサの磁束フロー現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅、王華兵
  • 学会等名: 第19回渦糸物理国内会議
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] Bi-2212 IJJs under layer parallel magnetic field-large mesa for THz cavity (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano, et al
  • 学会等名: 2nd JST-DFG Workshop on Terahertz Superconductor Electronics
  • 発表場所: Blaubeuren, Germany
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] Lock-in phenomena in intrinsic Josephson junctions for THz oscillator under the layer parallel magnetic field (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatano, Huabing Wang
  • 学会等名: Superconductivity Centennial Conference
  • 発表場所: Den Haag, Netherland
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合巨大メサのLock-in現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅,王華兵
  • 学会等名: 2011秋季応用物理学術講演会
  • 発表場所: 山形市
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Lock-in phenomena of vortices in intrinsic Josephson junctions for THz oscillator (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatano, Huabing Wang
  • 学会等名: The 13th International Workshop on Vortex Matter in Superconductors
  • 発表場所: Chicago, USA(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-04
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合巨大メサの磁束フロー現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅、王華兵
  • 学会等名: 第19回渦糸物理国内会議
  • 発表場所: 物質・材料研究機構、つくば
• [学会発表] Bi-2212 IJJs under layer parallel magnetic field-large mesa for THz cavity (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano and H. B. Wang
  • 学会等名: 2nd JST-DFG Workshop on Terahertz Superconductor Electronics
  • 発表場所: Blaubeuren
• [学会発表] Lock-in phenomena in intrinsic Josephson junctions for THz oscillator under the layer parallel magnetic field (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatano and Huabing Wang
  • 学会等名: Superconductivity Centennial Conference 2011
  • 発表場所: The Hague, the Netherlands
• [学会発表] Lock-in phenomena of vortices in intrinsic Josephson junctions for THz oscillator (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatano and Huabing Wang
  • 学会等名: The 13th International Workshop on Vortex Matter in Superconductors
  • 発表場所: Chicago, USA
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合巨大メサのLock-in現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅,王華兵
  • 学会等名: 第18回渦糸物理国内会議
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構,東京都
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合巨大メサのLock-in現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅、王華兵
  • 学会等名: 第18回渦糸物理国内会議
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構(東京都)
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] THz cavity resonance in intrinsic Josephson junctions under a layer-parallel magnetic field (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano
  • 学会等名: PLASMA 2010
  • 発表場所: 弘前大学(青森県)
  • 年月日: 2010-05-01
• [学会発表] THz cavity resonance in intrinsic Josephson junctions under a layer-parallel magnetic field (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatano, Huabing Wang, Beiyi Zhu, Shinya Urayama, Shinichi Kawakami, and Tsutomu Yamashita
  • 学会等名: PLASMA2010
  • 発表場所: Hirosaki
• [学会発表] Terahertz Excitation in Intrinsic Josephson Junctions under Layer-Parallel Magnetic Fields (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, S. Kawakami, S. M. Kim, S. Urayama, B. Y. Zhu and H. B. Wang
  • 学会等名: The First JST-DFG Workshop on Terahertz Superconductor Electronics
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
• [学会発表] Terahertz Excitation in Intrinsic Josephson Junctions under Layer-Parallel Magnetic Fields (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano, S.Kawakami, S.M.Kim, S.Urayama, B.Y.Zhu, H.B.Wang
  • 学会等名: The First JST-DFG Workshop on Terahertz Superconductor Electronics
  • 発表場所: Mt.Tsukuba Keisei Hotel, Tsukuba, Japan
• [学会発表] Novel transport properties in intrinsic Josephson junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, H. B. Wang, Y. Inamoto, and M. Nagao
  • 学会等名: The International Workshop on Terahertz Radiation and Metamaterials
  • 発表場所: Benasque, Spain
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合の新規機能性探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅
  • 学会等名: 第17回磁束線物理会議
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Flash Memory Effect in Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatano
  • 学会等名: Eastern Asia Symposium on Superconductor Electronics
  • 発表場所: Nanjing, China
• [学会発表] Flash Memory Effect in Y-123 Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, M. Nagao, Y. Inamoto, and H. Wang
  • 学会等名: 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity(M2S-IX)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Non-volatile Flash Memory Effect in Y-123 Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, M. Nagao, Y. Inamoto, H. B. Wang
  • 学会等名: 12th International Superconductive Electronics Conference(ISEC 2009)
  • 発表場所: Fukuoka, JAPAN
• [学会発表] Non-volatile Flash Memory Effect in Y-123 Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, M. Nagao, Y. Inamoto, H. B. Wang
  • 学会等名: International Superconductor Electronics Conference
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] Novel transport properties in intrinsic Josephson junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano, H.B.Wang, Y.Inamoto, M.Nagao
  • 学会等名: The International Workshop on Terahertz Radiation and Metamaterials
  • 発表場所: Centro de Ccienciasde Benasque Pedro Pascual.Benasque, Spain
• [学会発表] Flash Memory Effect in Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano
  • 学会等名: Eastern Asia Symposium on Superconductor Electronics
  • 発表場所: Nanjing University, Nanjing, China
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合の新規機能性探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽多野毅
  • 学会等名: 2009磁束量子国内会議
  • 発表場所: 大阪府立大学中之島センター、大阪市
• [学会発表] Flash Memory Effect in Y-123 Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano, M.Nagao, Y.Inamoto, H.B.Wang
  • 学会等名: 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: 京王ホテル、東京都
• [学会発表] Non-volatile Flash Memory Effect in Y-123 Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Hatano, M.Nagao, Y.Inamoto, H.B.Wang
  • 学会等名: International Superconductor Electronics Conference
  • 発表場所: 九州大学、福岡市