電子間相互作用で誘起される超伝導－絶縁体転移による新奇超伝導デバイスの創成

• 研究課題/領域番号: 24K07578
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 市川 聡夫 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30223085)
• 研究分担者: 牧瀬 圭正 国立天文台, 先端技術センター, 准教授 (60363321) ; 篠崎 文重 九州大学, 理学研究院, 名誉教授 (80117126)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 超伝導デバイス / 超伝導－絶縁体転移 / 酸化物半導体 / 電界効果トランジスタ / 非相反機能

研究開始時の研究の概要

量子コンピュータ実現のためには低損失・極低温動作可能なスイッチング・非相反機能を有し、高集積化を可能にするデバイス開発が必要であり、酸化物半導体と窒化物超伝導体を積層させた2次元超伝導デバイスにより実現することが本研究の目的である。
ゲート電圧に対する酸化物半導体の伝導性変化が電子間相互作用を通して超伝導薄膜に超伝導－絶縁体転移を誘起するスイッチ素子「電界効果クライオトロン」の構造を提案し、作製方法の確立とその動作実証を行う。
本デバイスは電界効果トランジスタと同じような特性を示すので、既存の技術との融合が容易であり、デジタルロジック素子や増幅器への拡張も可能である。