高温超伝導エレクトロニクス応用デバイスの研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01644507
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 森末 道忠 埼玉大学, 工学部, 教授 (70008811)
• 研究分担者: 平塚 信之 埼玉大学, 工学部, 助教授 (20114217) ; 山田 興治 埼玉大学, 工学部, 教授 (30008875) ; 荒木 純道 埼玉大学, 工学部, 助教授 (90016668)
• キーワード: 酸化物高温超伝導体 / 高温超伝導スパッタリング / 伝送線路 / LSI配線 / ファジ-プロセッサ / ジョセフソン計算機

研究概要

本研究の目的は、高温超伝導デバイスを用いて、従来のエレクトロニクスデバイスの性能や機能を画期的に向上させる新しい応用デバイス開発の基礎研究を行うことであり、当初の実施計画の3つのテ-マは下記の通りほぼ達成された。その成果をテ-マの順に述べる。
1.高温超伝導薄膜素子の製作
(1)YBCO薄い膜素子の製作 対抗電極スパッタリング装置を用いて、YBCO薄膜の製作を行つた。基板はSTOとMgOの2種類を用い、臨界温度が前者では83K、後者では74K以上の薄膜を再現性良く成膜することができた。今後はさらに良特性の膜を作る検討を行なう。
(2)マイクロストリップ路線の製作 IC用高温超伝導配線の開発をめざして、マイクロストリップ薄膜線路の製作を行つた。先ず基板片面に成膜して中心導体のパタ-ンニグを行い、ついで裏面全面にスパッタ膜を作って線路を構成する。STO基板上では臨界温度が77K以上、MgO基板上では40K以上の臨界温度で動作する線路を作成できた。
2.高温超伝導LSI配線のための実験
種々の特性インピ-ダンスを持つ高温超伝導伝送線路を製作し、線路の減衰定数と位相定数をネットワ-クアナライザを用いて測定した。室温と4Kにおけるこれらの測定結果から、高温超伝導線路の特性が著しく改善されることが分かり、今後さらに良質な高温超伝導線路の製作を行って、特性の評価を行う。
3.高温超伝導ディジタルデバイスの提案とその評価
新しい試みとして、ジョセフソンファジィプロセッサを提案し、シミュレ-ションによりその性能を比較し、現在の機能の数10倍速い性能が得られることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Mititada MORISUE: "A Novel Ternary Logic Circuit Using Josecphson Junction" IEEE Transactions on Magnetics. 25. 845-848 (1989)
• [文献書誌] Mititada MORISUE: "Quantum Flux Type Logic Circuits Utilizing Josepphson Junction Transmission Lines" IEEE Transactions on Magnetics. 25. 853-856 (1989)
• [文献書誌] Kiyomichi ARAKI: "Ultra broad band measurements on high Tc ceramic Superconducting transmission lines" IEEE Transactions on Magnetics. 25. 980-983 (1989)
• [文献書誌] Mititada MORISUE: "A Proposal of Josephson Ternary Fuzzy Processer" Extended adstract of 1989 Intcrnational Superconducting Electronic Conference. HP-38. 259-262 (1989)
• [文献書誌] Mititada MORISUE: "Preparation and Characteristics of High Tc Superconducting Transmission lines" Extended abstract of 1989 Interational Superconducting Electronic Conference. HP-38. 251-253 (1989)
• [文献書誌] 鈴木和敏: "ジョセフソン三値ファジィ回路の一方式" 数値解析研究所講究緑687(京大数理解析研). 687. 158-173 (1989)
• [文献書誌] 朝比奈譲二: "高温超伝導スクリ-ン印刷線路の作成と特性評価" 電子情報通信学会研究報告SCE. 88. 83-88 (1989)
• [文献書誌] 余広輝: "YBCOスパッタ膜の製作" 電子情報通信学会研究報告SCE. 89. 1-4 (1989)
• [文献書誌] 朝比奈譲二: "YBCO伝送線路の特性測定" 電子情報通信学会研究報告SCE. 89-27. 31-36 (1989)
• [文献書誌] 石井史泰: "ジョセフソンファジ-プロセッサの一方式" 電子情報通信学会研究報告SCE. 89-42. 31-36 (1989)
• [文献書誌] 吉沢聡: "高温超伝導線路のパルス応答特性" 電子情報通信学会研究報告SCE. 89. 73-78 (1990)
• [文献書誌] 石井史泰: "ジョセフソンファジ-プロセッサの一方式(II)" 電子情報通信学会研究報告SCE. 89. 79-84 (1990)