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テラヘルツ渦糸フォトニック結晶の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24651170
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関京都大学

研究代表者

掛谷 一弘  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80302389)

連携研究者 鈴木 実  京都大学, 工学研究科, 教授 (10314238)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードテラヘルツ波 / 時間領域測定 / 超伝導ギャップ / 超伝導薄膜 / 渦糸状態 / 超伝導体薄膜 / テラヘルツ/赤外材料・素子 / ジョセフソン渦糸 / フォトニック結晶 / 超伝導材料・素子
研究概要

本研究では、層状高温超伝導体に侵入する渦糸格子を用いて光を制御し,渦糸フォトニック結晶の研究分野を開拓するために、超伝導体薄膜を育成し、テラヘルツ時間領域分光(THz-TDS)を行った。超伝導転移温度が比較的低い超伝導体薄膜については、THz-TDSにより超伝導ギャップと複素伝導率が明らかになった。また、希少元素をほとんど含まない新しい高温超伝導体の高品質単結晶薄膜を育成することに成功した。
以上の成果により、磁場中の第二種超伝導体に存在する磁束格子を用いて、テラヘルツ(10^12 Hz)領域の周波数を持つ電磁波を操作するための基盤技術が整備されたことになる。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (21件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Epitaxial growth and superconducting anisotropy of PbSr_2Ca_xY_<1-x>Cu_2O_<7+δ> thin films2014

    • 著者名/発表者名
      S. Komori, R. Inaba, K. Kaneko, S. Fujita, I. Kakeya, and M. Suzuki
    • 雑誌名

      Phys. Rev B

      巻: 89 ページ: 174509-174509

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Increase of superfluid density with growth of quasiparticle density of states probed by intrinsic tunneling spectroscopy in Bi_<1.9>Pb_<0.1>Sr_2CaCu_2O_<8+δ>2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kambara, I. Kakeya, and M. Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87(21) ページ: 214521-214521

    • NAID

      120005302085

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Band gap and function engineering for novel functional alloy semiconductors : Bloomed as magnetic properties at room temperature withα-(Ga,Fe)_2O_32013

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneko, I. Kakeya, S. Komori, and S. Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113(23) ページ: 233901-233901

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Temperature and current dependencies of terahertz emission from stacks of intrinsic Josephson junctions with thin electrodes revealed by a high-resolution FT-IR spectrometer2013

    • 著者名/発表者名
      Itsuhiro Kakeya, Nobuo Hirayama, Takuto Nakagawa, Yuta Omukai, and Minoru Suzuki,
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 491 ページ: 11-15

    • DOI

      10.1016/j.physc.2012.12.014

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Band Gap and Function Engineering for Novel Functional Alloy Semiconductors : Bloomed as Room Temperature Frromagnetic Poperties with α-(Ge, Fe)_2O_32013

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kaneko, Itsuhiro Kakeya, Sachio Komori, and Shizuo Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 号: 23 ページ: 233901-233901

    • DOI

      10.1063/1.4807651

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increase of superfluid density with growth of quasiparticle density of states probed by intrinsic tunneling spectroscopy in Bi1.9Pb0.1Sr2CaCu2O8+delta2013

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Kambara, Itsuhiro Kakeya, Minoru Suzuki,
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 87 号: 21 ページ: 214521-214521

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.214521

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intrinsic Tunneling Spectroscopy for Pb-Substituted Bi2212 in the Underdoped Region2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kambara, I. Kakeya, and M. Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 400(2) ページ: 22043-22043

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Proximity Effect in BSCCO Intrinsic Josephson Junctions Contacted with a Normal Metal Layer2012

    • 著者名/発表者名
      Minoru Suzuki, Masayuki Koizumi, Masayuki Ohmaki, Itsuhiro Kakeya, Yu. M. Shukrinov
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 36 ページ: 205-210

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2012.06.072

    • NAID

      120005540660

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of thermal inhomogeneity for terahertz radiation from intrinsic Josephson junction stacks of Bi2Sr2CaCu2O8+δ2012

    • 著者名/発表者名
      Itsuhiro Kakeya, Yuta Omukai, Takashi Yamamoto, Kazuo Kadowaki, and Minoru Suzuki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 100 号: 24

    • DOI

      10.1063/1.4727899

    • NAID

      120005439682

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and superconducting properties of Pb_<1-y>Bi_ySr_2Y_<1−x>Ca_xCu_2O_<7+δ> epitaxial films

    • 著者名/発表者名
      Sachio Komori, Ryotaro Inaba, Itsuhiro Kakeya and Minoru Suzuki
    • 雑誌名

      J. Phys. : Conf. Ser.

      巻: 507 ページ: 12025-12025

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Superconductivity of Pb_<1-y>Bi_ySr_2Y_<1-x>Ca_xCu_2O_<7+δ> epitaxial films grown by two-step method2013

    • 著者名/発表者名
      S. Komori, R. Inaba, *I. Kakeya, M. Suzuki
    • 学会等名
      International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2013-11-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Growth and superconducting properties of Pb_<1-y>Bi_ySr_2Y_<1-x>Ca_xCu_2O_<7+δ> epitaxial films2013

    • 著者名/発表者名
      S. Komori, R. Inaba, I. Kakeya, and M. Suzuk
    • 学会等名
      11th Euroconference on Applied Superconductivity (EUCAS2013)
    • 発表場所
      Genova, Italy
    • 年月日
      2013-09-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Pb_<1-y>Bi_ySr_2Y_<1-x>Ca_xCu_2O_<7+δ>単結晶エピタキシャル薄膜の成長と評価2013

    • 著者名/発表者名
      小森祥央,稲葉遼太郎,金子健太郎,藤田静雄,掛谷一弘,鈴木実
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Bi_<2-x>Pb_xSr_<2-y>La_yCuO_<6+δ>の固有トンネル分光による超伝導ギャップの観測2013

    • 著者名/発表者名
      野村義樹,神原仁志,掛谷一弘,鈴木実
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Collective quantum functions of superconducting intrinsic Josephson junctions2013

    • 著者名/発表者名
      Itsuhiro Kakeya and Minoru Suzuki
    • 学会等名
      6th GCOE International Symposium on Photonics and Electronics Science and Engineering
    • 発表場所
      Katsura campus, Kyoto University
    • 年月日
      2013-03-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Monochromatic, continuous, and tunable sub-terahertz emission from high-temperature superconducting intrinsic Josephson junction stacks2013

    • 著者名/発表者名
      I. Kakeya*, N. Hirayama, S. Mizuta, T. Nakagawa, Y. Kamei, Y. Maeda, Y. Yoshioka, and M. Suzuki
    • 学会等名
      International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2013
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Frequency tuning range of intrinsic Josephson junction terahertz emitter as functions of device geometries and structures2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshioka, N. Hirayama, S. Mizuta T. Nakagawa, I. Kakeya, and M. Suzuki
    • 学会等名
      International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2013
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Bi_<2-x>Pb_xSr_<2-y>La_yCuO_<6+δ>における固有トンネル分光2012

    • 著者名/発表者名
      神原仁志,掛谷一弘,鈴木実
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Pb_<1-y>Bi_ySr_2Y_<1-x>Ca_xCu_2O_<7+δ>エピタキシャル薄膜の成長と評価2012

    • 著者名/発表者名
      小森祥央,稲葉遼太郎,掛谷一弘,鈴木実
    • 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
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of Pb-substitution on Interlayer Tunneling Properties for Bi22122012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Kambara, Itsuhiro Kakeya, Minoru Suzuki
    • 学会等名
      International workshop on Pathbreaking Phase Sciences in Superconductivity 2012
    • 発表場所
      Osaka, Japan (5 min. short presentation)
    • 年月日
      2012-01-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Temperature and bias tuning of terahertz emission from Bi2212 intrinsic Josephson junction stacks

    • 著者名/発表者名
      I. Kakeya, N. Hirayama, S. Mizuta, T. Nakagawa, and M. Suzuki
    • 学会等名
      11th Euroconference 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] Growth and superconducting properties of Pb1-yBiySr2Y1-xCaxCu2O7+δ epitaxial films

    • 著者名/発表者名
      S. Komori, R. Inaba, I. Kakeya, and M. Suzuki
    • 学会等名
      11th Euroconference 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] Superconductivity of Pb1-yBiySr2Y1-xCaxCu2O7+δ epitaxial films grown by two-step method

    • 著者名/発表者名
      S. Komori, R. Inaba, I. Kakeya*, M. Suzuki
    • 学会等名
      International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Bi2-xPbxSr2-yLayCuO6+\delta固有ジョセフソン接合のスイッチング確率分布

    • 著者名/発表者名
      野村義樹,神原仁志,中川裕也,掛谷一弘
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Bi2Sr2CaCu2O8+δテラヘルツ光源のメサ内温度分布制御による高出力化

    • 著者名/発表者名
      辻本学,中川裕也,吉岡佑介,前田圭穂,神原仁志,掛谷一弘
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8+δ固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ発振の温度範囲における電極厚依存性

    • 著者名/発表者名
      中川拓人,平山伸夫,水田慎吾,亀井裕太,前田圭穂,吉岡佑介,掛谷一弘,鈴木実、
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Bi2212固有ジョセフソン接合からの発振スペクトル線幅

    • 著者名/発表者名
      掛谷一弘,平山伸夫,中川拓人,水田慎吾,鈴木実
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Pb1-yBiySr2Y1-xCaxCu2O7+δ単結晶エピタキシャル薄膜の成長と評価

    • 著者名/発表者名
      小森祥央,稲葉遼太郎,金子健太郎,藤田静雄,掛谷一弘,鈴木実
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Bi2-xPbxSr2-yLayCuO6+δの固有トンネル分光による超伝導ギャップの観測

    • 著者名/発表者名
      野村義樹,神原仁志,掛谷一弘,鈴木実
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Bi2212固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ波発振周波数のバイアス電流・温度依存性

    • 著者名/発表者名
      平山伸夫,水田慎吾,掛谷一弘,鈴木実
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 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] Pb1-yBiySr2Y1-xCaxCu2O7+δエピタキシャル薄膜の成長と評価

    • 著者名/発表者名
      小森祥央,稲葉遼太郎,掛谷一弘,鈴木 実
    • 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
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://sk.kuee.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 京都大学 大学院工学研究科 電子工学専攻集積機能工学研究室(旧鈴木研究室)のトップページ

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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