微小トンネル接合列の二層系の輸送現象の研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07740288
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 八木 隆多 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60251401)
• キーワード: 微小トンネル接合 / 微小ジョセフソン接合 / 有限幅 / 相図 / 超伝導-絶縁体転移

研究概要

微小ジョセフソン接合の二次元ネットワークにおける超伝導-絶縁体転移は微粒子などを用いた研究は多くあるものの、人工的に作成された規則格子においてはあまり研究がなされていない。電子ビーム露光法を用いて作成されたアルミニウム/酸化アルミニウム/アルミニウムのトンネル接合において接合の抵抗の大きさと面積を変化させ、超伝導-絶縁体転移の臨界抵抗値を詳しく調べ相図を作成した。得られた相図はFazioとShoenらによって提唱された理論ものとほぼ一致するが、細部を比較すると違いもあった。
また有限の幅を持つ二次元の微小ジョセフソン接合の規則格子に関しても研究をすすめ、とくに高い抵抗のサンプルでは温度依存性に体系のサイズに依存して違いが出ることを示した。これは電気力線がネットワーク内に閉じ込められているため、幅の狭いネットワークにおいては電荷ソリトンの間の相互作用が強いために生じていると解釈される。この結果は江藤らによって計算された結果を定性的に再現する。
また、電荷KT転移を観測するのに重要と考えられる条件の電極の自己容量をSETトランジスタを用い実験的に求めた。通常の実験で用いる試料では電荷ソリトン長がほぼ50程度であることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] R. Yagi and S.Kobayashi: "Breakdown of Charge-Vortex Duality in Small Tunnel Junction Arrays with Finte width" JPN. J, APPL. PHYS.34. 4569-4571 (1995)
• [文献書誌] R. Yagi, T. Yamaguchi, H. Kazama and S. Kobayashi: "Superconductor-Insulator Transition in Two-Dimensional Network of Josephson Junctions" J. Phys. Soc. Jpn.65. 536-538 (1996)
• [文献書誌] R. Yagi, H.Kazama, T.Yamaguchi and S. Kobayashi: "Measurement of Solf Capacitance via Single Electron Tunneling Transistor" J. Phys. Soc. Jpn.65. 4101-4102 (1996)
• [文献書誌] R. Yagi, T. Yamaguchi, H,Kazama and S. Kobayashi: "The Phase Diagram for Superconductor-Insulator Transition in Two-Dimensional Network of Josephson Junctions" Physica B. (in press)(to be published).