| 研究実績の概要 |
研究者の中山と阿部はこれまで , 直流スパッタリング法で作成したニ オビウム (Nb) 薄膜を上下の超伝導体電極とする , サンドイッ チ構造の Nb/AlOx/Nb トンネル素子を製作してきた。この構造はニオビ ウム金属を超伝導電極とし,アルミニウム酸化膜をトンネルバリアとして 使用している。極めて薄い酸化膜を2枚の超伝導体電極で挟んだサンド イッチ構造は , 超伝導トンネル接合となる。電子波は片側の電極から極めて薄い酸化膜を透過し , 逆側の電極に到達できることより ,「トンネル効 果」と呼ばれる現象が観測される。このトンネル効果により電流が流れても , 両電極間に電圧が生じず , ある臨界値 Ic まで超伝導電流が流れること になる。
超伝導トンネル接合は , 外部磁界に極めて敏感であり , 高感度な磁束計として使われている。本研究では,我々のみが行っている独創的な方法で, 3次元で外部磁界を走査して超伝導接合の電気的特性の磁界依存性を調べた。特にこの研究では接合電流 Ic の垂直磁界依存性の履歴現象を詳しく調べることができた。
測定したNb/AlOx/Nb トンネル素子では、垂直磁界を加えた後では、フラウンフォーファータイプでない変調特性が観測され、接合電流 Ic の垂直磁界依存性は垂直磁界の絶対値を下げる過程で最大値を持つ特性であった。
超伝導集積回路では , 不要磁束による超伝導電流の現象が問題となるが , 本研究により , 一度減少した超伝導電流の復活がおこなえることがわかった。履歴現象があ るということは , 同じバイアス電流下で [0] と [1] の2状態が存在することになり , 新しい記憶素子, 論理素子への応用が期待できる。
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