| 研究課題/領域番号 |
19K04538
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
中山 明芳 神奈川大学, 工学部, 教授 (90183524)
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| 研究分担者 |
穴田 哲夫 神奈川大学, 付置研究所, 名誉教授 (20260987)
渡邉 騎通 神奈川大学, 工学部, 助教 (60533776)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 超伝導素子 / ニオビウム / 超伝導量子干渉計 / 2次元磁界変調特性 / 磁性材料 |
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| 研究実績の概要 |
研究対象となる超伝導素子としてはニオビウムトンネル型素子を使う。この素子はニオビウム(Nb)を超伝導電極として使い、トンネルバリアとしてはこれまでの実績のあるアルミニウム(Al)を純酸素中で酸化したアルミニウム酸化膜(AlOx)を第一候補とする。このNb/AlOx/Nbトンネル型超伝導ジョセフソン素子と縦型超伝導量子干渉計の作製のためのスパッタリング条件、酸化条件について引き続き検討した。特に、ニオビウムは酸素等の不純物ガスを取り込み やすいので、スパッタリング装置をイオンポンプ、チタンサブリメーションポンプ、ターボ分子ポンプおよびドライポンプのオイルフリー真空系で排気し、装置 全体のベーキングを100度前後の均一温度で行うことで到達真空度の改良をおこなった。この１年間はヘリウムの供給状況が芳しくなく、また、ヘリウム容器の断熱性が悪化したため、液体ヘリウム温度での測定はおこなえなかった。トンネル素子用の新しいバリア材料候補として磁性をもつニッケル、コバルト、鉄および鉄とニッケルの合金であるパーマロイを候補に検討を始めた。特にスパッタリング法による薄膜化検討した。マグネトロンスパッタリングの方式での薄膜化において磁性材料ターゲット内部から磁束線が表面に漏れない点を解決すべく、対向型のスパッタリングや、試料台側に磁石をおくことや、アルゴンガスの圧力を広範囲で変えることで放電が開始することを確信した。より高いレートでの薄膜化を引き続き実験的に検討している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
液体ヘリウムの供給状況の改善が遅れ、また現在使用中の液体ヘリウム容器の断熱特性の悪化により低温実験がこの１年間おこなえなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
超伝導素子および超伝導量子干渉計の作製プロセスの最適化を引き続きおこなう。新しい液体ヘリウム容器を入手し、製作した超伝導素子および超伝導量子干渉計の磁界変調特性の測定をし、特に超伝導量子干渉計の2次元磁界変調特性の縞状模様の測定と解析をおこなう。改良したマイクロ波モデルでの数値解析もおこなう。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度と２年度では本研究費での消耗品の液体ヘリウムの購入がなかった。次年度において、消耗品としては液体窒素、液体ヘリウム等寒剤を消耗品として購入し、低温で 素子電極を超伝導状態とし電流電圧特性および磁界変調特性の測定をおこなう。得られた研究成果については国内、国外の学会での発表をおこない、そのための 旅費として使用する。
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