量子細線構造をもつ超伝導/常伝導/超伝導系の電気輸送機構の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05805006
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 濱崎 勝義 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (40143820)
• キーワード: 金属量子細線 / 超伝導 / 常伝導 / 超伝導 / 低周波ノイズ

研究概要

本研究は、量子細線構造をもつ超伝導/常伝導/超伝導系の電気輸送機構およびその電圧ノイズ特性について調べた。作成した素子は、長さ〜7nm、径(〕 SY.ltoreq. 〔)10nm程度の寸法を持つ量子細線が、超伝導体であるNbとNbNの電極間に形成されたものである。この種の金属量子細線構造を作成し、その超伝導特性(電流輸送機構)や低周波1/fノイズ特性等を調べたのは、本研究が始めてである。このデバイスの電流-電圧特性は、バリスティックな量子ポイントコンタクトの理論と極めて良く一致したが、このような定量的解析がこの種の薄膜デバイスでできたのは、本研究が最初である。また、その電圧ノイズ特性(特に低周波1/fノイズ特性)の研究では、これまでに知られていなかった新しい実験データを多く得、今後の金属量子細線構造の超伝導デバイスの発展に有用と期待される。これらの結果は、2編のApplied Physics letters誌と1編のIEEE Trans.Appl.Super誌に掲載され、よい評価を得ている。現在、1編がAppl.Phys.letters誌にJpn.J.Appl.Phys.誌に1編が受理されている。また、本年2月の電子情報通信学会技術研究で発表し、応用物理学会では、1993年中に5件発表、1994年春期応物で2件発表予定である。

研究成果

• [文献書誌] H.Abe,K.Hamasaki,Y.Ikeno: "Fabrication of thin film Nb-(fine Nb wires)-NbN weak links for superconducting quantum interference device applications" Applied Physics Letters. 61. 1131-1133 (1992)
• [文献書誌] T.Ishiguro,K.Matsushima,K.Hamasaki: "Sectional structures and electrical properties of ultrathin NbN/MgO bilayers on Si(100)" Journal of Applied Physics. 73. 1151-1153 (1993)
• [文献書誌] K.Hamasaki,H.Abe: "Andreev reflection current in clear and one-dimensional Nb short weaklinks" IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 3. 2215-2218 (1993)
• [文献書誌] M.Hatle,T.Kondo,K.Hamasaki: "Voltage noise properties of Nb-(fine Nb wires)-NbN thin film short weak links" Applied Physics Letters. 62. 2575-2577 (1993)