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超伝導トランジスタおよび超伝導超格子の基礎理論

研究課題

研究課題/領域番号 63540271
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 物性一般
研究機関東京大学

研究代表者

塚田 捷  東京大学, 理学部, 助教授 (90011650)

研究分担者 島 信幸  姫路工業大学, 理学部, 助教授 (90167445)
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1990年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1989年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1988年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード超伝導トランジスタ / 超伝導超格子 / 走査トンネル分光 / トンネル接合 / ジョセフソン電流 / 近接効果 / 3次元S-N系 / クロ-ニッヒペニ-系 / トンネル分光 / ペアポテンシャル / ト-マシュ振動 / バリスティック電子 / ジョゼフソン電流 / 超伝導近接効果 / 超伝導-半導体接合 / 超格子超伝導系
研究概要

前年度からの研究をさらに発展させたが、今年度得られた著しい成果は以下のようになる。すなわち,これまでドジャン方程式を転移温度近傍で解くことによって,ペアポテンシャルの空間変化を明らかにしてきたが,本年度はこれを有限温度の場合に拡張することに成功した。とくに1次元および3次元クロ-ニッヒ・ペニ-模型のボゴリュウボフ方程式を数値的に解き,準粒子のエネルギ-スペクトルを明らかにした。超伝導電流は隣り合う超伝導体層の位相差の増加に伴い,初め単調に増加するが,極大値を取った後,急激にゼロに落ち,系全体としての超伝導秩序がなくなる。準粒子スペクトルの振舞いから,ギャップのある超伝導,ギャップのない超伝導,常伝導の3つの相に関する相図を決定できた。
SーNーS系の近接効果については走査トンネル分光(STS)の実験が進んで,近接効果のより直接的な検証の可能性が出現した。我々はボゴリュウボフ方程式から準粒子の波動関数を求め,これからトンネル伝導度の空間分布を決定して実験と比較した。実験結果との対応はほゞ満足できるものであった.
今年度の新らしい展開として,トンネル接合域から弱結合領域に至るまでのジョゼフソン接合系の統一理論を作ったことがあげられる。準粒子の状態密度が両側の超伝導体の位相差にどう依存するかを明らかにした。また接合の障壁領域に特有の束縛状態が生じ,これが超伝導トンネル電流を運ぶことが明らかになった。この効果をいかに実験的に検証できるかを考察にした。この統一理論の発展として,狭いチャネルに制約された2次元SーNーS系のジョゼフソン電流の振舞いを調べた。フェルミ波長がチャネル幅と同程度のとき,臨界電流はその幅と共に,階段関数のように変化することがわかった.

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Y.Suwa and M.Tsukada: "Superconductivity of thin wire net works with very small meshes" Solid State Commun.

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukuda: "A microscopic theory of energy spectrum of the KronigーPenny superconducting superluttice model" Solid State Commun.

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "A theory of the scanning tunneling spectroscopy of qasiーparticle in the SuperconductorーSemiconductorーSuperconductor Junction" Solid State Commun.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Furusaki and M.Tsukada: "A.unigied theory of chean Josephson junctions" Physica B. 165/166. 967-968 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Dirty limit theory the superconducting proximity effect in the threeーdimensional system" Solid State Commun.74. 763-766 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Theory of superconducting proximity effect in the threeーdimensional system in the clean limit" Phys.Rev.B.42. 2066-2074 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Suwa and M. Tsukada: ""Superconductivity of thin wire net works with very small meshes"" Solid State Commun.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tanaka and M. Tsukada: ""A microscopic theory of the energy spectrum of the Kronig-Penny superconducting superlattice model"" Solid State Commun.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tanaka and M. Tsukada: ""A theory of scanning tunneling spectroscopy of quasi-particle in the superconductor-semiconductor- superconductor junction"" Solid State Commun.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Furudaki and M. Tsukada: ""A unified theory of clean Josephson junctions"" Physica B. 165/166. 967-968 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tanaka and M. Tsukada: ""Dirty limit theory of the superconducting proximity effect in the three-dimensional system"" Solid State Commun.74. 763-766 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tanaka and M. Tsukada: ""Theory of superconducting proximity effect in the three-dimensional system in the clean limit"" Phys. Rev. B. 42. 2066-2074 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Suwa and M.Tsukada: "Superconductivity of thin wire net works with very small meshes" Solid State Commun.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "A microscopic theory of the energy spectrum of the KronigーPenny superconducting superlattice model" Solid State Commun.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "A theory of the scanning tunneling spectroscopy of qasiーparticle in the SuperconductorーSemiconductorーSuperconductor Junction" Solid State Commun.

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] A.Furusaki and M.Tsukada: "A unigied theory of clean Josephson junctions" Physica B. 165/166. 967-968 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Dirty limit theory of the superconducting proximity effect in the threeーdimensional system" Solid State Commun.74. 763-766 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Theory of superconducting proximity effect in the threeーdimensional system in the clean limit" Phys.Rev.B.42. 2066-2074 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Microscopic Theory of Superconductivity in Non-Uniform Systems" Physica B,in press.

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka and M.Tsukada: "Superconductivity of Kronig-Penny Model" Phys.Rev.B. 40. 4482-4493 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suwa and M.Tsukada: "Intersite Pairing in Anisotropic Superconductor" Phys.Rev.B. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] A.Furusaki,Y.Tanaka and M.Tsukada: "Theory of Ballistic Quasiparticle through the Superconductor-Normal Materials Junctions" J.Phys.Soc.Jpn.,Suppl.(1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kobayashi and M.Tsukada: "Effect of Microscopic Tip Electronic State on STM Image of Graphite" J.Phys.Soc.Jpn.,. 58. 2238-2241 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Zhu,N.Shima and M.Tsukada: "Electronic States of Si(100)Reconstracted Surfaces" Phys.Rev.B. 40. 11868-11879 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田捷(共著): "アドバンステクノロジシリ-ズ第1巻“材料の物性予測"(表面の電子状態)" 丸善, 420 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka,・M.Tsukada: Solid State Commun.65. 287-291 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka,・M.Tsukada: Solidltate Commun. 69. 491-495 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka,・M.Tsukada: Solid State Commun. 69. 195-199 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka,・M.Tsukada: Phys.Rov.B. 37. 5095 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tanaka,・M.Tsukada: Phys.Rov.B. 37. 5087 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suwa,・Y.Tanaka,・M.Tsukada: Phys.Rov.B. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田捷: "表面物理入門" 東京大学出版会, 189 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tsukada,・N.Shima,・Z.Zhu,・H.Ishida,・K,Terakura: "Electronic Structure Excitations of Metal Overlayer on Semiconductor Surfaces,in"Metallization and Metal Semiconducto Interfaces"" Plenum, (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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