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2003 年度 研究成果報告書概要

微小超伝導体の物理とその量子計算機素子への応用に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14540321
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関東北大学

研究代表者

海老澤 丕道  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90005439)

研究分担者 林 正彦  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (60301040)
今村 裕志  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (30323091)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
キーワード微小超伝導体 / 単電子トランジスタ / SQUID / パリティー効果 / Little-Parks振動 / 量子ビット / 渦糸 / 超伝導ネットワーク
研究概要

超伝導体を用いた量子計算機の実現へ向けて、その基盤となる微小超伝導体の物性を基礎科学的な側面から探求するとともに、量子計算機実現のためのデバイス動作の原理やコントロールの手法について、広い観点から研究を行った。以下に、具体的な研究の成果について項目ごとに記述する。(1)微小超伝導体からなる単電子トランジスタの研究を行い、電位の量子ゆらぎと単一電子トランジスタの動作特性について明らかにした。(2)微小SQUIDにおけるパリティー効果について、パリティー射影された大正準関数を用いて調べ、Josephson接合のエネルギーの偶奇効果を明らかにした。(3)微小超伝導体に対するスピン注入における偶奇効果とトンネル磁気抵抗について理論的に研究を行い、クーロンプロッケード現象とスピン蓄積の関係を明らかにした。(4)微小超伝導体-常伝導体接合系におけるメソスコピックな軌道磁性について解析を行い、メソスコピックゆらぎの増大を見出した。(5)1次元超伝導リングにおけるLittle-Parks振動の位相が、マクロな系に比べて逆転する領域が存在する事を明らかにした。(6)トポロジカル結晶の物性およびその電子的性質を調べ、特にメビウスの帯状の超伝導体のLittle-Parks振動について特徴的なノード状態の存在を明らかにした。(7)RKKY相互作用で結合するスピン系のデコヒーレンスについて、RKKY相互作用が強磁性的な結合を与える場合、デコヒーレンスが抑えられることを見出した。(8)微小な超伝導ネットワークにおける相転移と渦糸構造について理論的解析を行った。(9)コルビノ形状を持つ超伝導円盤における渦糸の特異な渦糸ダイナミクスを明らかにした。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (24件)

  • [雑誌論文] Andreev reflection in ferromagnet / superconductor / ferromagnet double junction systems2004

    • 著者名/発表者名
      Taro Yamashit, Hiroshi Imamura, Saburo Takahashi, Sadamichi Maekawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 67

      ページ: 094515

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Andreev reflection in ferromagnet / super conductor / ferromagnet double junction systems2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yamashita, H.Imamura, S.Takahashi, S.Maekawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev. B67

      ページ: 094515-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Spin relaxation and tunnel magnetoresistance of a ferromagnet / superconductor ferromagnet single-electron tunneling transistor2003

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Imamura, Yasuhiro Utsumi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica E 18

      ページ: 43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Paramagnetism of two-dimensional quantum dots with superconducting core2003

    • 著者名/発表者名
      Takeru Suzuki, Masahiko Hayashi, Hiroshi Imamura, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica E 18

      ページ: 327

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Heterogeneous high temperature cuprate superconductors2003

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica C 388-389

      ページ: 29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Novel boundary effect in high temperature superconductors : superconductivity induced by pseudogap proximity effect2003

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica C 392-396

      ページ: 48

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Parity effect in a tiny SQUID2003

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 67

      ページ: 014524

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Time Evolution of an Exciton and a Photon Qubit Coupled with Other2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki RIKITAKE, Hiroshi IMAMURA, Hiromichi EBISAWA
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 72

      ページ: 3040

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The effect of large quantum Fluctuation on the noise of a single-electron transistor2003

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Utsumi, Hiroshi Imamura, Masahiko Hayashi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica E 18

      ページ: 93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Noise of a single-electron transistor in the regime of large quantum fluctuations of island charge out of equilibrium2003

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Utsumi, Hiroshi Imamura, Masahiko Hayashi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 67

      ページ: 035317

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Andreev reflection in ferromagnet / superconductor / ferromagnet structures2003

    • 著者名/発表者名
      T.Yamashita, H.Imamura, S.Takahashi, S.Maekawa
    • 雑誌名

      Physica E 18

      ページ: 52

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Spin relaxation and tunnel magnetoresistance of ferromagnet / superconductor / ferromagnet single-electrol tunneling transistor2003

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Imamura, Yasuhiro Utsumi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica E18

      ページ: 43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Heterogeneous high temperature cuprate superconductors2003

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica C29

      ページ: 388-389

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Novel boundary effect in high temperature superconductors : superconductivity induced by pseudogap proximity effect2003

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica C48

      ページ: 392-396

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Parity effect in a tiny SQUID2003

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Hayashi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev. B67

      ページ: 014524

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Time Evaluation of an Exciton and a Photon Qubit Coupled with Each Other2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki RIKITAKE, Hiroshi IMAMURA, Hiromichi EBISAWA
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 72

      ページ: 3040

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Paramagnetism of two-dimensional quantum dots with superconducting core2003

    • 著者名/発表者名
      Takeru Suzuki, Masahiko Hayashi, Hiroshi Imamura, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica E18

      ページ: 327

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] The effect of large quantum Fluctuation on the noise of a single-electron transistor2003

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Utsumi, Hiroshi Imamura, Masahiko Hayashi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica E18

      ページ: 93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Noise of a single-electron transistor in the regime of large quantum fluctuations of island charge out of equilibrium2003

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Utsumi, Hiroshi Imamura, Masahiko Hayashi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev. B67

      ページ: 035317

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Andreev reflection in ferromagnet / superconductor / ferromagnet structures2003

    • 著者名/発表者名
      T.Yamashita, H.Imamura, S.Takahashi, S.Maekawa
    • 雑誌名

      Physica E18

      ページ: 52

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Vortex Structures in Mesoscopic Superconducting Network Systems geometry

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica C (to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Vortex nucreation and annihilation in superconducting Corbino disks

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Evisawa, M.Kato
    • 雑誌名

      Physica C (to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Vortex Structures in Mesoscopic Superconducting Network Systems

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa, M.Kato
    • 雑誌名

      Phisica C(to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Vortex nucreation and annihilation in superconducting Corbino disks

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica C(to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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