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微小ジョセフソン接合集団における量子同期の理論

研究課題

研究課題/領域番号 24510146
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造科学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

川畑 史郎  独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (30356852)

連携研究者 加藤 岳生  東京大学, 物性研究所, 准教授 (80332956)
掛谷 一弘  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80302389)
柏谷 裕美  産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (60443181)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード巨視的量子現象 / 同期現象 / テラヘルツ波 / ジョセフソン接合 / メタマテリアル / 高温超伝導 / 非線形光学 / 量子コンピュータ / 固有ジョセフソン接合 / 高温超伝導体 / 回路量子電気力学 / テラヘルツ発振 / 量子ビット / 多バンド超伝導 / 鉄系超伝導 / 巨視的量子トンネル現象 / 熱伝導 / 多ギャップ超伝導 / 熱輸送 / 巨視的量子トンネル効果
研究成果の概要

超伝導体ジョセフソン接合アレイにおいて創発する同期現象及び巨視的量子現象に関して研究を行った。高温超伝導体固有接合から発生するテラヘルツ電磁波の計算を行った。その結果, 人工的に局所加熱することによって, テラヘルツ波の強度が桁違いに増大することを明らかにした。また多バンド超伝導ジョセフソン接合における巨視的量子トンネル効果に関する理論構築を行った。その結果, Leggettモードの存在によって量子トンネル率は増大することが明らかとなった。さらに、超伝導量子メタマテリアルの電磁波応答現象についても理論的に検討を行った。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of lasing in a one-dimensional quantum metamaterial2015

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Savel'ev, S. Kawabata, and A. M. Zagoskin
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 91 号: 13

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.134513

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Possibility to enhance teraherz emission from intrinsic Josephson junction by external local heating2014

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Asai and Shiro Kawabata
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 507 号: 4 ページ: 042002-042002

    • DOI

      10.1088/1742-6596/507/4/042002

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theory of macroscopic quantum tunneling with Josephson-Leggett collective excitations in multiband superconducting Josephson junctions2014

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Asai, Yukihiro Ota, Shiro Kawabata, Masahiko Machida, and Franco Nori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 22

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.224507

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inter-band phase fluctuations in macroscopic quantum tunneling of multi-gap superconducting Josephson junctions2014

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Asai, Yukihiro Ota, Shiro Kawabata, and Franco Nori
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 504 ページ: 81-83

    • DOI

      10.1016/j.physc.2014.02.008

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional macroscopic quantum tunneling in multi-gap superconductor Josephson junctions2014

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Asai, Shiro Kawabata, Yukihiro Ota, and Masahiko Machida
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 568 号: 2 ページ: 022006-022006

    • DOI

      10.1088/1742-6596/568/2/022006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高温超伝導体固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ波放射とその熱制御2014

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎
    • 雑誌名

      超伝導科学技術研究会誌 FSSTnews

      巻: 143 ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intense terahertz emission from intrinsic Josephson junctions by external heat control2014

    • 著者名/発表者名
      H. Asai and S. Kawabata
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 11 ページ: 112601-112604

    • DOI

      10.1063/1.4868219

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An effect of temperature distribution on terahertz phase dynamics in intrinsic Josephson junctions2013

    • 著者名/発表者名
      H. Asai and S. Kawabata
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 494 ページ: 121-123

    • DOI

      10.1016/j.physc.2013.04.058

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inter-band fluctuations in macroscopic quantum tunneling with two-band superconductors2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, F.Nori, H. Asai, and S. Kawabata
    • 雑誌名

      第28回量子情報技術研究会資料

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 回路QEDを用いた量子メタマテリアルにおける特異な渦糸状態2015

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、S. Savel'ev、 A. Zagoskin、川畑史郎
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      早稻田大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Control of THz emission from intrinsic Josephson junction by local heating2015

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata
    • 学会等名
      Study of matter at extreme conditions (SMEC2015)
    • 発表場所
      Miami/USA
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 回路QEDを用いた量子メタマテリアルにおける特異な電磁場応答2015

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、S. Savel'ev、 A. Zagoskin
    • 学会等名
      第4回QUATUO研究会
    • 発表場所
      高知工科大学(高知)
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Peculiar Vortex states in Quantum Metamaterial with Superconducting Charge Qubits2014

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata, S. Savel'ev, A. Zagoskin
    • 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/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] Polarization Control of Terahertz Wave from Intrinsic Josephson Junctions2014

    • 著者名/発表者名
      H. Asai and S. Kawabata
    • 学会等名
      27th International Symposium on Superconductivity (ISS 2014)
    • 発表場所
      Tokyo/Japan
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Theory of Quantum Metamaterial with Superconducting Qubits2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kawabata, H. Asai, S. Savel'ev, A. Zagoskin
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Superconducting Sensors and Detectors (IWSSD2014)
    • 発表場所
      Shanghai/China
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Unique Electromagnetic Response of Quantum Metamaterial with Superconducting Qubits2014

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata, S. Savel'ev, A. Zagoskin,
    • 学会等名
      2014 Energy, Materials and Nanotechnology Open Access Week
    • 発表場所
      Chengdu/China
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 回路QEDを用いた量子メタマテリアルにおける電磁波応答2014

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、S. Savel'ev、 A. Zagoskin
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Intense THz emission from high-Tc intrinsic Josephson junctions by heat control2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kawabata and H. Asai
    • 学会等名
      Physics and applications of superconducting hybrid nano-enginerrerd devices (SHYNED2014),
    • 発表場所
      Santa Maria/Italy
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-dimensional macroscopic quantum tunneling in multi-gap superconductor Josephson junctions2014

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, Y. Ota, M. Machida, S. Kawabata
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Low Temperature Physics (LT27)
    • 発表場所
      Buenos Aires/Argentina
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Vortex magnetic response of quantum Metamaterial with superconducting qubits2014

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata, S. Savel'ev, A. Zagoskin
    • 学会等名
      Moscow International Symposium on Magnetism MISM-2014
    • 発表場所
      モスクワ大学(モスクワ/ロシア)
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超伝導量子メタマテリアルにおける異常電磁場応答の理論2014

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、S. Savel'ev、 A. Zagoskin
    • 学会等名
      量子情報の新展開 -複雑性の極限における普遍的物理の探索-
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of inter-band phase fluctuations on macroscopic quantum tunneling with multi-gap superconducting Josephson junctions2014

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata, Y. Ota, M. Machida, F. Nori
    • 学会等名
      FIRST International Symposium on Topological Quantum Technology
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 巨視的量子トンネルにおけるバンド間位相差ゆらぎの増幅-散逸競合効果2014

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、太田幸宏、町田昌彦、Franco Nori
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Inter-band fluctuations in macroscopic quantum tunneling with two-band superconductors2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, F.Nori, H. Asai, and S. Kawabata
    • 学会等名
      第28回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Strong enhancement of terahertz emission induced by a self-heating effect in intrinsic Josephson junctions2013

    • 著者名/発表者名
      H. Asai and S. Kawabata
    • 学会等名
      11th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS2013)
    • 発表場所
      Genova(イタリア)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Intense terahertz emission from intrinsic Josephson junctions induced by external local heating2013

    • 著者名/発表者名
      H. Asai and S. Kawabata
    • 学会等名
      The International Symposium on Nanoscale Transport and Technology (ISNTT2013)
    • 発表場所
      NTT(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient electron cooling by spin-filter/superconductor junctions2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kawabata
    • 学会等名
      14th International Workshop on Vortex Matter in Superconductors (14th IWVMS),
    • 発表場所
      南京(中国)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The effect of inter-band phase fluctuation on macroscopic quantum tunneling in Josephson junctions with two-gap superconductor2013

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, Y. Ota, S. Kawabata, F. Nori
    • 学会等名
      26th International Symposium on Superconductivity (ISS 2013)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 固有Josephson接合アレイにおける同期現象とTHz波放射2012

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、立木昌、門脇和男
    • 学会等名
      非平衡系の物理 -その普遍的理解を目指して-
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合アンテナのTHz波放射特性2012

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、立木昌、門脇和男
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合アンテナからのTHz波放射2012

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、立木昌、門脇和男
    • 学会等名
      THz 分光の最先端VI
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Theory of THz radiation from intrinsic Josephson junction emitter

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata, M. Tachiki, K. Kadowaki
    • 学会等名
      Low-dimensional nanoscale systems: Quantum effects, particle transport and advanced materials
    • 発表場所
      Tashkent(ウズベキスタン)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interplay between Heat and THz Phase Dynamics in Intrinsic Josephson Junctions

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata
    • 学会等名
      25th International Symposium on Superconductivity (ISS2012),
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Interplay between Heat and THz Phase Dynamics in Intrinsic Josephson Junctions

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata
    • 学会等名
      International Symposium on “Strongly Correlated Quantum Science”
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] The enhancement of THz emission from intrinsic Josephson junctions by heat control

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, S. Kawabata
    • 学会等名
      Workshop on THz radiation from intrinsic Josephson junctions
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巨視的量子トンネルにおけるバンド間超伝導位相差ゆらぎの効果

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、川畑史郎、太田幸宏、Franco Nori
    • 学会等名
      第68回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 川畑史郎のホームページ

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/s-kawabata/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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