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固有ジョセフソン接合の非線形光応答によるテラヘルツ波放射機能性の発現

研究課題

研究課題/領域番号 24360116
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関山形大学

研究代表者

中島 健介  山形大学, 理工学研究科, 教授 (70198084)

研究分担者 斗ノ内 政吉 (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)
山田 博信  山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (50400411)
齊藤 敦  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (70313567)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2012年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードテラヘルツ波 / ジョセフソン接合 / 交流ジョセフソン効果 / 高温超伝導体 / テラヘルツ / 高温超伝導 / 非線形光応答 / 固有ジョセフソン接合 / 超伝導 / 光応答
研究成果の概要

周波数が0.1~10THzのテラヘルツ波は,高速大容量通信だけでなく化学物質の分析や低侵襲性透過イメージングなど新しい応用が期待されている未開拓の周波数資源であるが十分な出力を持つ固体発振素子の開発が遅れている。本研究では,電圧状態のBi-2212 固有ジョセフソン接合(IJJ)からテラヘルツ波が放射される現象を新しい固体テラヘルツ波発振素子に応用することを目的に放熱性に優れた薄膜型IJJデバイスを開発してデバイス温度77Kでテラヘルツ波発振を実現し,75Kで最大5μW以上の発振出力を得た。また,大強度極短パルスレーザー照射への非線形光応答によるテラヘルツ波発振の可能性を検証した。

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Terahertz Response of NbN-based Microwave Kinetic Inductance Detector with Rewound Spiral Resonator2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ariyoshi, K. Nakajima, A. Saito, T. Taino, C. Otani, H. Yamada, S. Ohshima, J. Bae, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 29 号: 3 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1088/0953-2048/29/3/035012

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between Loaded Quality Factor and Responsivity for NbN-Based MKIDs using Dual-Function Spiral Strip2015

    • 著者名/発表者名
      A. Saito, K. Nakajima, K. Hayashi, Y. Ogawa, Y. Okuyama, D. Oka, S. Ariyoshi, H. Yamada, T. Taino, C. Otani, J. Bae, S. Ohshima
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond.

      巻: 25 号: 3 ページ: 2401204-2401204

    • DOI

      10.1109/tasc.2014.2367459

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NbN-Based Microwave Kinetic Inductance Detector with a Rewind Spiral Resonator for Broadband Terahertz Detection2013

    • 著者名/発表者名
      S.Ariyoshi, K.Nakajima,A.Saito, T.Taino, H. Tanoue, K.Koga, N.Furukawa, H.Yamada, S.Ohshima, C. Otani, and J. Bae
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 6 号: 6 ページ: 064103-064103

    • DOI

      10.7567/apex.6.064103

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave charqacteristics of microwave kinetic inductance detectors using rewound spiral detectors array2013

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi, A.Saito, T.Sawada, Y. Ogawa, K.Nakajima, H.Yamada, S.Ariyoshi, and S.Ohshima
    • 雑誌名

      Physica Procedia

      巻: 45 ページ: 213-216

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.05.005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz-Pulse Radiation Properties of Oxygen-Deficient YBa2Cu3O7-δ Thin Films2013

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Tominari, Ryotaro Inoue, Iwao Kawayama, Hironaru Murakami, Masayoshi Tonouch
    • 雑誌名

      Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

      巻: 34 ページ: 573-585

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on terahertz emission and optical/terahertz pulse responses with superconductors2013

    • 著者名/発表者名
      Iwao Kawayama, Caihong Zhang, Huabing Wang, Masayoshi Tonouchi
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 26

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single- slot- dipole coupled YBCO Josephson junctions for terahertz wavedetectors2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yamada, T. Hayasaka, A. Saito, S. Ohshima, K. Nakajima
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: vol. 45 ページ: 217-220

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.05.006

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合のテラヘルツ波放射に及ぼす電極構造の影響2015

    • 著者名/発表者名
      木村 渉, 竹野 智史, 山田 博信, 立木 隆, 内田 貴司, 中島 健介
    • 学会等名
      第70回応用物理学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      平川市ホテルアップルランド
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合のテラヘルツ波放射を左右する浮遊容量の低減に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      竹野 智史, 渡辺 祥吾, 木村 渉, 山田 博信, 立木 隆, 内田 貴司, 中島 健介
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Successful terahertz emission from monolithic Bi-2212 intrinsic Josephson junctions near 77K2014

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Nakajima, Satoshi Takeno, Wataru Kimura, Takashi Tachikib, Takashi Uchida
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and THz Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors (THz-Plasma 2014)
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Terahertz Emission from Monolithic thin film Bi-‐2212 intrinsic Josephson Junctions2014

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Nakajima
    • 学会等名
      Science and Applications of Thin Films, Conference & Exhibition (SATF 2014)
    • 発表場所
      Izmir, Turkey
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Terahertz emission form the step-edge intrinsic Josephson junctions fabricated of optimum-doped Bi-2212 thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Nakajima
    • 学会等名
      Workshop Oil THz radiation from intrinsic Joseph son junctions
    • 発表場所
      Katsura campus, Kyoto UniV.
    • 年月日
      2013-03-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz wave emission from step-edge type Bi-2212 thin film intrinsic Josephson junctions2013

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Nakajima, Shogo Watanabe, Hironobu Yamada
    • 学会等名
      11th European Conference on Applied Superconductivity
    • 発表場所
      Genova, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Possible HTS Terahertz Wave Emitter Operating at 77K using Step-Edge Bi-2212 Intrinsic Josephson Junction Stacks2013

    • 著者名/発表者名
      Kensuke NAKAJIMA
    • 学会等名
      The 7th East Asia Symposium on Superconductive Electronics(EASSE 2013)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bi-2212薄膜固有ジョセフソン接合の作製とTHz波放射特性2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺祥吾,竹野智史,袁潔,李軍,王華兵,山田博信,中島健介,羽田野毅
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] THz wave emission from thin Bi-2212 film intrinsic Josephson junctions2012

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, J. Yuan, R. Koshiya, J.Li, H.B.Wang, H. Yamada, T. Hatano, K. Nakajima
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2012
    • 発表場所
      Oregon Convention Center
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Bi.2212段差型固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ波放射の検証2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺祥吾,越谷 涼,潔 袁,李 軍,王 華兵,中島健介,山田博信,羽田野毅
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学,松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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