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2008 年度 実績報告書

サブテラヘルツ回路ブロック実装による超伝導デジタルRF受信機の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20360169
研究機関名古屋大学

研究代表者

藤巻 朗  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20183931)

研究分担者 井上 真澄  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00203258)
赤池 宏之  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20273287)
キーワード超伝導 / 単一磁束量子 / セルフアセンブリ
研究概要

本研究では、サブテラヘルツでサンプリングをするオーバーサンプリングアナログ/デジタル変換器を実現するために、超高速高温超伝導ジョセフソン接合微小回路ブロックを、低温超伝導単一磁束量子(SFQ)集積回路内に埋め込む超広帯域実装技術を中心としている。平成20年度は「デバイスブロック作製・評価」と「ホスト基板形成」の2つの課題に対し研究を行った。
デバイスブロックは、サブテラヘルツで動作するデバイスを作製することが平成20年度の目標であった。これまで我々だけが有する高温超伝導積層ジョセフソン接合技術を用い、500GHzまでのトグルフリップフロップ回路の動作に成功した。ただし、薄膜中の酸素欠損が主原因で、回路歩留まりが顕著に低下したため、対策として層間絶縁層に酸素透過性の良い材料を選択し、作製プロセスの改善を進めた。また、ジョセフソン接合よりも構造が簡単なナノブリッジの作製も進め、その電気特性の評価も行った。これまで世界最小の30nm幅まで細線化することに成功した。光ポンプ法によりスイッチング特性の評価も進め、600nsの応答時間を得ている。
ホスト基板は、Nb系SFQ回路と、デバイスブロックを埋め込むリセス(くぼみ)からなる。平成20年度はSFQ回路の形成、深さ3-4μmのリセスの形成、ならびにデバイスブロック固定について検討を行った。プロセス条件の最適化により、上記の技術についてはほほ確立に至った。実際にデバイスブロックとして実績のあるGaAs-HEMTを用い、リセスにデバイスブロック配置することにも成功している。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Preparation of Narrowed YBa2Cu307-x Nanobridges Down to 30 nm with Reduced degradation2009

    • 著者名/発表者名
      Kemmei Kajino
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] 超伝導ナノブリッジの特性改善に向けた微細ラインパターンの断面形状の調査2009

    • 著者名/発表者名
      梶野顕明
    • 学会等名
      第56回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] PrBa2Cu2.9Ga0.107-xを層間絶縁層に用いた高温超伝導積層型ジョセフソン接合の作製2009

    • 著者名/発表者名
      早川桂太
    • 学会等名
      第56回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] Preparation of Narrowed YBa2Cu307-x Nanobridges Down to 30 nm with Reduced degradation2008

    • 著者名/発表者名
      梶野顕明
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2008
    • 発表場所
      Hyatt Regency Chicago, USA
    • 年月日
      20080817-20080822
  • [学会発表] 損傷層回復プロセスによる高温超伝導ナノブリッジの特性評価2008

    • 著者名/発表者名
      梶野顕明
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] HEMTデバイスブロックの超伝導回路への広帯域オンチップ実装技術の提案2008

    • 著者名/発表者名
      奥村崇之
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-04

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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