1997 年度実績報告書

ジョセフソン結合超格子励起コヒーレンス量子波の干渉制御とデバイス化への基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号	09831001
研究種目	基盤研究(C)
研究機関	宇都宮大学
研究代表者	大矢銀一郎宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00006280)
研究分担者	入江晃亘宇都宮大学, 工学部, 助手 (90241843) 石井清宇都宮大学, 工学部, 助教授 (30134258)
キーワード	酸化物高温超伝導体 / Bi_2Sr_2CaCu_2O_y / 単結晶 / 固有ジョセフソン接合 / 超格子 / 磁束量子列 / 磁束フロー / 共振
研究概要	本研究は、超伝導層と絶縁層が原子層スケールで自然に交互積層して構成される層状酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶の固有ジョセフソン接合超格子に励起される電子(正孔)波および磁束量子波のダイナミックスを解明し、そのコヒーレント動作を外部から干渉制御する方法を検討して、最終的に固有ジョセフソン接合超格子による量子効果デバイスの基本動作および原理を確立することが目的である。本年度は、良質なBi_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶(超伝導転移温度T_c〜85K)を成長して、フォトリソグラフィとイオンエッチング技術により長方形メサ[37×30μm^2および(160,320)×40μm^2]を作製し、その結晶面に平行に磁界を印加した場合の、固有ジョセフソン接合超格子内に導入された磁束量子の挙動を、結晶面に垂直方向の電流-電圧特性を測定して調べた。得られた結果は以下のとおりである。 1.作製したメサは5〜100個の固有ジョセフソン接合を内含し、いずれのメサも特性のほぼ揃った接合で構成された。 2.次のような磁束量子の固有ジョセフソン接合超格子内での運動に基づく特性が電流-電圧特性上で観測された。 (1)磁束量子列の振動運動. (2)磁束量子列による電磁波の励起および自己共振. (3)磁束量子列の一方向への流れ運動. 3.固有ジョセフソン接合超格子内での磁束量子列の流れ速度V_<FF>は、このとき励起される電磁波の位相速度により制限されるが、超格子の接合数NがN<20のとき、磁束量子列はV_<FF>=〜1.5×10^6m/sの最高速度モード運動するが、N>20のとき、それは結合状態を変化し、V_<FF>=〜3×10^5m/sの低速度モードで運動することが見出された。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Gin-ichiro Oya: "Flux flow and resonant modes in intrinsic Josephson junction stacks in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" The 5th International Workshop on High-Temperature Superconducting Electron Devices. FED-157. 194-196 (1997)
[文献書誌] Gin-ichiro Oya: "Self-field effects in intrinsic Josephson junction stacks in(Bi,Ph)_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 7・2. 3666-3669 (1997)
[文献書誌] 入江晃亘: "(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶の結晶構造変化と固有ジョセフソン接合特性" 日本金属学会誌. 61・9. 862-868 (1997)
[文献書誌] Gin-ichiro Oya: "Structures and intrinsic Josephson tunnel junctions of(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" Physica C. 293. 149-155 (1997)
[文献書誌] Akinobu Irie: "Microwave phase locking steps in intrinsic Josephson junctions of Bi_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" Physica C. 293. 249-254 (1997)
[文献書誌] Akinobu Irie: "Fiske and flux-flow modes of the intrinsic Josephson junctions in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y mesas" Applied Physics Letters(発表予定). 72・17. (1998)
[文献書誌] 大矢銀一郎: "電気学会技術報告第632号低温エレクトロニクス技術動向 1993-1995" 電気学会, 50 (1997)

1997 年度 実績報告書

ジョセフソン結合超格子励起コヒーレンス量子波の干渉制御とデバイス化への基礎的研究

研究代表者

大矢 銀一郎 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00006280)

研究成果

[文献書誌] Gin-ichiro Oya: "Flux flow and resonant modes in intrinsic Josephson junction stacks in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" The 5th International Workshop on High-Temperature Superconducting Electron Devices. FED-157. 194-196 (1997)

[文献書誌] Gin-ichiro Oya: "Self-field effects in intrinsic Josephson junction stacks in(Bi,Ph)_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 7・2. 3666-3669 (1997)

[文献書誌] 入江 晃亘: "(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶の結晶構造変化と固有ジョセフソン接合特性" 日本金属学会誌. 61・9. 862-868 (1997)

[文献書誌] Gin-ichiro Oya: "Structures and intrinsic Josephson tunnel junctions of(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" Physica C. 293. 149-155 (1997)

[文献書誌] Akinobu Irie: "Microwave phase locking steps in intrinsic Josephson junctions of Bi_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" Physica C. 293. 249-254 (1997)

[文献書誌] Akinobu Irie: "Fiske and flux-flow modes of the intrinsic Josephson junctions in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y mesas" Applied Physics Letters(発表予定). 72・17. (1998)

[文献書誌] 大矢 銀一郎: "電気学会技術報告 第632号低温エレクトロニクス技術動向 1993-1995" 電気学会, 50 (1997)

1997 年度実績報告書

大矢銀一郎宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00006280)

[文献書誌] 入江晃亘: "(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶の結晶構造変化と固有ジョセフソン接合特性" 日本金属学会誌. 61・9. 862-868 (1997)

[文献書誌] 大矢銀一郎: "電気学会技術報告第632号低温エレクトロニクス技術動向 1993-1995" 電気学会, 50 (1997)