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安定バイアスされた固有ジョセフソン接合を用いた高出力テラヘルツ波発振素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26420291
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 電子・電気材料工学
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工

研究代表者

立木 隆  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 電気情報学群, 准教授 (60531796)

研究分担者 内田 貴司  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 電気情報学群, 教授 (50531802)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード銅酸化物超伝導体 / テラヘルツ波 / 発振素子 / 銅酸化物高温超伝導体 / サイン・ゴードン方程式
研究成果の概要

銅酸化物超伝導体に内在する固有ジョセフソン接合に対するバイアス安定化により、高出力なテラヘルツ波発振素子を実現することを目指し、以下の結果を得た。エネルギー保存則を考慮して計算された放射電力のバイアス依存性と時間依存性により、発振と非発振のバイアス境界を見出す際、素子近傍の見かけの放射電力が重要な役割を果たしていることを示唆した。また、素子のバイアス法を従来の単方向スイープから双方向スイープに変更することにより、放射電力が2倍に向上することを実験とシミュレーションにより示した。これらの結果は同素子のバイアス安定化とそれによる高出力化に有用である。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] MOD法プリカーサ薄膜の減圧焼成で得たVO<sub>x</sub>薄膜の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      内田 貴司, 笠井 博幸, 立木 隆
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 135 号: 8 ページ: 481-487

    • DOI

      10.1541/ieejfms.135.481

    • NAID

      130005090593

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低バイアス領域における固有ジョセフソン接合のテラヘルツ発振状態の数値的検討2017

    • 著者名/発表者名
      立木 隆, 内田 貴司
    • 学会等名
      電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館 (東京都港区)
    • 年月日
      2017-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ波発振状態の固有ジョセフソン接合のバイアス範囲の検討2017

    • 著者名/発表者名
      立木 隆, 内田 貴司
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県,横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Deep-RIEとXeF2気相エッチングによるVOx/Si3N4/SiO2メンブレンの製作2017

    • 著者名/発表者名
      前田 幸平, 西岡 國生, ヴァン・ニュ・ハイ, 松谷 晃宏, 立木 隆, 内田 貴司
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県,横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Numerical investigation of bias voltage dependence of radiation power in Thz-wave oscillators using intrinsic Josephson junctions2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tachiki, T. Uchida
    • 学会等名
      10th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors
    • 発表場所
      Nanjing University (Nanjing, China)
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of electrode structure on THz emission from Bi2212 intrinsic Josephson junctions2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, W. Kimura, S. Takeno, T. Tachiki, T. Uchida, K. Nakajima
    • 学会等名
      10th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors
    • 発表場所
      Nanjing University (Nanjing, China)
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection Properties of VOx Mivrobolometer on Si3N4/SiO2 Membrane Fabricated by MOD at 200 GHz2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, A. Matsushita, T. Tachiki
    • 学会等名
      The 41st International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Bella Center (Copenhagen, Denmark)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Si3N4/SiO2メンブレン上へ製作したアンテナ結合マイクロボロメータ検出素子の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      内田 貴司, 松下 亮人, 立木 隆
    • 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(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Bi-2212固有ジョセフソン接合を用いたテラヘルツ波発振素子のバイアス電圧依存性2015

    • 著者名/発表者名
      立木 隆, 内田 貴司
    • 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(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and Evaluation of VOx Thin Films by Metal-Organic-Decomposition for Solid-State devices2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kasai, T. Uchida, T. Tachiki
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Frontiers in THz Technology
    • 発表場所
      ACT CITY (Shizuoka)
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection Properties of Spiral-Antenna-Coupled Microbolometer Fabricated on Si3N4/SiO2 Membrane at 200 GHz Band2015

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, A. Matsushita, T. Tachiki
    • 学会等名
      The 40th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Chinese University of Hong Kong (Hong Kong, China)
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Bias-Voltage Dependence of Radiation Power in Bi-2212 Intrinsic Josephson Junction THz-Wave Oscillators2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tachiki, H. Katada, T. Uchida
    • 学会等名
      The 15th International Superconductive Electronics Conference
    • 発表場所
      Nagoya University (Aichi)
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合テラヘルツ波発振素子の放射特性の数値的検討2015

    • 著者名/発表者名
      立木 隆, 内田 貴司
    • 学会等名
      電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都)
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合を用いたテラヘルツ波発振素子の放射特性の解析(II)2015

    • 著者名/発表者名
      立木 隆, 内田 貴司
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MOD法により製作したVOxマイクロボロメータ素子の検出特性2015

    • 著者名/発表者名
      内田 貴司, 立木 隆
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bi2Sr2CaCu2O8+δ薄膜固有ジョセフソン接合テラヘルツ波発振デバイスの液体窒素温度動作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62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of cavity modes and radiation power of THz-wave oscillators using intrinsic Josephson junctions2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tachiki, H. Katada, T. Uchida
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and THz Plasma Osdillation in High-Tc Superconductors
    • 発表場所
      Kyoto University (Kyoto)
    • 年月日
      2014-12-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of radiation properties in terahertz-wave oscillators using Bi-2212 intrinsic Josephson junctions2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tachiki, H. Katada, T. Uchida
    • 学会等名
      2nd Yonezawa Conference: Superconducting Electronics, Materials and Physics
    • 発表場所
      Yamagata university (Yamagata)
    • 年月日
      2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合を用いたテラヘルツ波発振素子の放射特性の解析2014

    • 著者名/発表者名
      立木 隆, 内田 貴司
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋期学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MOD法により異なる基板上に作製したVOx薄膜の特性比較(Ⅱ)2014

    • 著者名/発表者名
      内田 貴司, 松下 亮仁, 立木 隆
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋期学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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