極低濃度塩酸を用いたBi系dc‐SQUID作製技術の確立と実用化への検討

• 研究課題/領域番号: 21760232
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 加藤 孝弘 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (10432098)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: Bi-2212 / 希塩酸改質 / dc-SQUID / 磁気センサ / 固有ジョセフソン接合

研究概要

我々は,希塩酸処理プロセスを用いてBi2Sr2CaCu2Ox(Bi-2212)結晶内部に固有Josephson接合を作製する過程で,希塩酸に浸漬させたBi-2212単結晶が透明な絶縁体(BiOCl)に改質されることを見出した.この現象を利用して,Bi-2212 dc-SQUIDの作製に成功した.外部シャント抵抗無しのdc-SQUIDはLiq.N2中(77K)において大きなヒステリシスをもつI-V特性を示した.Ag薄膜を用いてシャントしたdc-SQUIDは,77Kにおい てパラボリックな電流-電圧(I-V)特性を示し,印加磁場に対する電圧変調特性が初めて観測された.磁場変調特性はまだ完全に周期的なものではないが,本プロセスはBi-2212 Intrinsic dc-SQUIDの作製に有用であると期待される.

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ) single crystals using alumina crucibles with different purities (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Ishida, T.Kato, M.Takasaki, K.Hamasaki
  • 雑誌名: EEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Vol.7.No.3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+x> intrinsic dc-SQUID with a shunt resistor (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, N.Iso, A.Miwa, H.Suematsu, A.Kawakami, K.Yasui, K.Hamasaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 21 ページ: 379-382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> stacks fabricated by acid treatment process (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, J.Chen, S.Sunaga, H.Mizumaru, T.Asano, H.Shimakage, K.Yasui, K.Hamasaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 21 ページ: 172-175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+x) intrinsic dc-SQUID with a shunt resistor
  • 著者名/発表者名: T.Kato, N.Iso, A.Miwa, H.Suematsu, A.Kawakami, K.Yasui, K.Hamasaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ) stacks fabricated by acid treatment process
  • 著者名/発表者名: T.Kato, J.Chen, S.Sunaga, H.Mizumaru, T.Asano, H.Shimakage, K.Yasui, K.Hamasaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity in press
  • 査読あり
• [学会発表] パルス電流法によるBi-2212固有ジョセフソン接合の特性評価II (2010)
  • 著者名/発表者名: 須永悟、廣瀬将圭、加藤孝弘、濱崎勝義
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] シャント抵抗付きBi-2212固有接合SQUIDの磁場特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤孝弘、三輪淳、島影尚、末松久幸, 濱崎勝義
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Bi-2212単結晶の希塩酸処理によって生成したBiOCl結晶の誘電率評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石田弘樹、高崎正志、小黒恭平、加藤孝弘、濱崎勝義
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] パルス電流法によるBi-2212固有ジョセフソン接合の特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 須永悟、廣瀬将圭、加藤孝弘、濱崎勝義
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] B-2212単結晶の希塩酸処理によって生成したBiOCl結晶の誘電率評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石田弘樹、高崎正志、小黒恭平、加藤孝弘、濱崎勝義
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] New Fabrication Process for Bi_2Sr_2CaCu_2O_x SQUIDs (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, T. Yoshida, A. Miwa, H. Shimakage, A. Kawai, H. Suematsu , K. Hamasaki
  • 学会等名: International Superconductive Electronics Conference 2009
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] Characterization of acid-treated product as a surrounding material of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x stack (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Ishida, T. Kato, A. Kawai, K. Hamasaki
  • 学会等名: International Superconductive Electronics Conference 2009
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] Analysis of return currents in Bi_2Sr_2CaCu_2O_x Intrinsic Josephson Junctions Process for Bi_2Sr_2CaCu_2O_x SQUIDs (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, H. Ishida and K. Hamasaki.
  • 学会等名: International Superconductive Electronics Conference 2009
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2009-06-18
• [学会発表] Analysis of teturn currents in Bi_2Sr_2CaCu_2O_x Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kato、H.Ishida, K.Hamasaki
  • 学会等名: International Superconductive Electronics Conference 2009
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2009-06-18
• [学会発表] Bi-2212 SQUIDの臨界電流の磁場依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤孝弘、吉田隆、三輪淳、島影尚、末松久幸、濱崎勝義
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] Bi-2212単結晶の希塩酸処理によるBiOCl結晶の創製とその特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小黒恭平、加藤孝弘、石田弘樹、鈴木常生、河合晃、末松久幸、石黒孝、濱崎勝義
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-01