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微小な超伝導トンネル接合の1次元列では本来巨視的な物理量である超伝導位相の量子ゆらぎが重要になり、それによって配列の基底状態は超伝導状態から絶縁体状態に転移する。この転移における散逸の影響を調べるのが本研究の目的である。
電子線リソグラフィー法によって各接合にCrの並列抵抗を取り付けたジョセフソン一次元接合列を作製し、その極低温における伝導特性の測定を行った。最低温度での抵抗の温度依存性及び電流・電圧特性には明瞭な超伝導特性あるいはクーロンブロッケイド特性のいずれかが見られた。この結果を基に、量子性を表すE_J/E_Cと散逸の度合いの指標であるR_Q/R_Sの両パラメータ空間での絶対零度の相図を決定した(ただし、E_J:ジョセフソン結合エネルギーE_C:単電子帯電エネルギー・R_Qが量子抵抗、R_S:シャント抵抗)。R_Q/R_S軸上の相境界はR_Q/R_S〜1にあり、Fisherらの理論的予想と矛盾しない。一方E_J/E_C軸上の境界は理論の値より大幅に小さい。後者の原因としていくつかの可能性を検討したが、まだその原因は明確にはなっていない。この研究に先だって行った2次元配列の結果と比較すると、1次元系ではE_J/E_C軸方向に絶縁体相がのびている。これは、1次元系では揺らぎがより強く現れるという直感と一致する。これを直接検証するために、列の幅を1接合から順次増やした試料を作成し測定した結果、幅による絶縁体・超伝導転移を明確に確認した。
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