固有ジョセフソン接合超格子を利用したナノ超伝導スピントロニクスデバイスの創製

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360142
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 入江 晃亘 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90241843)
• 研究分担者: 大矢 銀一郎 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00006280) ; 北村 通英 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90161497) ; 佐久間 洋志 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40375522)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ナノ構造 / スピントロニクス / 高温超伝導体 / 超伝導材料・素子 / 固有ジョセフソン接合 / トンネル現象 / 低温物性

研究概要

ビスマス系高温超伝導体に内在する固有ジョセフソン接合と磁性体で構成される磁性体/固有ジョセフソン接合超格子ハイブリッド構造を作製し,同構造におけるスピン依存輸送特性について研究した。特に,マイクロマグネティックス解析により,観測された臨界電流の磁場依存性が,磁性体の磁区構造に密接に関係することかにした。これにより,同接合超格子の新しいスピントロニクスデバイス応用への可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Terahertz electromagnetic radiation from Bi_2Sr_2CaCu_2O_y intrinsic Josephson junction stack (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Oikawaa, A. Irie, K. Yamaki, G. Oya
  • 雑誌名: Physics Procedia 27 ページ: 312-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shapiro step response of intrinsic Josephson junctions with high critical currents of (Bi_<1-x>Pb_x)2Sr_2CaCu_2O_y (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Othman, G. Oya, M. Kltamura, A. Irie
  • 雑誌名: IEEE Trans. Supercond 巻: 21 ページ: 176-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of critical current of intrinsic Josephson junctions due to spin injection (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Irie, N. Arakawa, G. Oya
  • 雑誌名: IEEE Trans. Supercond 巻: 21 ページ: 741-744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study of multi-hole SQUIDs using Bi_2Sr_2 CaCu_2O_<8+δ> intrinsic Josephson junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kitamura, A. Irie, G. Oya
  • 雑誌名: Physica C 巻: 470 ページ: 582-591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization-Dependent Critical Current of intrinsic Josephson junctions in Co/Au/Bi_2Sr_2CaCu_2O_y mesa structures (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Irie, N. Arakawa, H. Sakuma, M. Kitamura, G. Oya
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 234 ページ: 042015(1)-042015(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The influence of inclination of magnetic field on Josephson-vortex flow in intrins is Josephson junctions in (Bi_<1-x>Pb_x)2Sr_2Ca Cu_2O_y single-crystal mesas (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Oya, Y. Matsumoto, R. Hironaga, A. Irie
  • 雑誌名: Physica C 巻: 470 ページ: S827-S829
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of the effect of temperature on flux-flow behavior in stacked intrinsic Josephson junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Irie, G. Oya
  • 雑誌名: IEEE Trans. Supercond 巻: 19 ページ: 730-733
  • 査読あり
• [雑誌論文] The behavior of subgap structures of intrinsic Josephson junctions in (Bi, Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y under magnetic field and microwave irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kaneoya, A. Irie, G. Oya
  • 雑誌名: IEEE Trans. Supercond 巻: 19 ページ: 195-198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation and detection of THz radiation using intrinsic Josephson junctions
  • 著者名/発表者名: A. Irie, D. Oikawa, K. Yamada, G. Oya
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shapiro step response of intrinsic Josephson junctions of (Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2Ca Cu_2O_y at elevated temperatures
  • 著者名/発表者名: G. Oya, T. Miyasaka, M. Kitamura, A. Irie
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic field effects and dynamical control of terahertz electromagnetic wave emission from high-Tc superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> mesa structures
  • 著者名/発表者名: K. Yamaki, M. Tsujimoto, T. Yamamoto, T. Kashiwagi, H. Minami, A. Irie, K. Kadowak
  • 雑誌名: Journal Physics : Conference Series 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] メサ構造固有ジョセフソン接合のテラヘルツ波発振 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木康太,及川大,田村晃一,入江晃亘,八巻和宏,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] ジョセフソンボルテックス・フロー抵抗を伴うBPSCCOのシャピロステップ応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今井佑貴,宮坂貴広,大矢銀一郎,北村通英,入江晃亘
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Te添加法を用いたBSCCO系高温超伝導体ウィスカーの成長におけるBi濃度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伏木亮介,八巻和宏,及川大,入江晃亘,大矢銀一朗
  • 学会等名: 第2回電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] 高温超伝導体BSCCO微小メサ構造を用いた高周波電磁波検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村晃一,及川大,入江晃亘,八巻和宏
  • 学会等名: 第2回電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] 高温超伝導体BSCCOメサ構造を用いたサブテラヘルツ波発振器の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 米山憂,及川大,入江晃亘,八巻和宏
  • 学会等名: 第2回電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] Terahertz electromagnetic radiation from Bi2Sr2CaCu2Oy intrinsic Josephson junction stack (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Oikawaa, A. Irie, K. Yamaki, G. Oya
  • 学会等名: 第24回国際超電導シンポジウム(ISS2011)
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2011-12-04
• [学会発表] Terahertz electromagnetic wave emission and detection using mesa-type intrinsic Josephson junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Oikawa, A. Irie, K. Yamaki, G. Oya
  • 学会等名: The 6th East Asia Symposium on Superconductor Electronics (EASSE 2011)
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Transport properties in ferromagnet/intrinsic-Josephson-junction-stack heterostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Irie
  • 学会等名: The 6th East Asia Symposium on Superconductor Electronics (EASSE 2011)
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Generation and detection of THz radiation using intrinsic Josephson junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Irie, D. Oikawa, K. Yamada, G. Oya
  • 学会等名: Superconductivity Centennial Conference
  • 発表場所: ハーグ(オランダ)
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Shapiro step response of intrinsic Josephson junctions of (Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2 Oy at elevated temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Oya, T. Miyasaka, M. Kitamura, A. Irie
  • 学会等名: Superconductivity Centennial Conference
  • 発表場所: ハーグ(オランダ)
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] メサ構造固有ジョセフソン接合のテラヘルツ波発振 (2011)
  • 著者名/発表者名: 及川大,山田清孝,入江晃亘,八巻和宏,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Magnetic field effects and dynamical control of terahertz electromagnetic wave emission from high-Tc superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>mesa structures (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamaki, M. Tsujimoto, T. Yamamoto, T. Kashiwagi, H. Minami, A. Irie, K. Kadowaki
  • 学会等名: The 26th International Conference on Low Temperature Physics (LT26)
  • 発表場所: 北京(中国)
  • 年月日: 2011-08-12
• [学会発表] 磁性体/層状高温超伝導体ハイブリッド構造における固有ジョセフソン接合特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒川直大,入江晃亘
  • 学会等名: 第1回電気学会栃木支所・群馬支所合同研究発表会
  • 発表場所: 足利工業大学
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合によるテラヘルツ発振と検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 及川大,山田清孝,入江晃亘
  • 学会等名: 第1回電気学会栃木支所・群馬支所合同研究発表会
  • 発表場所: 足利工業大学
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] Control of critical current of intrinsic Josephson junctions due to spin injection (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Irie, N. Arakawa, G. Oya
  • 学会等名: The Applied Superconductivity Conference (ASC 2010)
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] Shapiro step response of intrinsic Josephson junctions with high critical currents of (Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Othman, G. Oya, M. Kltamura, A. Irie
  • 学会等名: The Applied Superconductivity Conference (ASC 2010)
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合を用いた電磁波の発振と検出(II) (2010)
  • 著者名/発表者名: 斉藤優,入江晃亘,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合のヒステリシスの磁場依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田清孝,入江晃亘,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] (Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>単結晶ジョセフソンボルテックスフロー素子の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 広長隆介,大矢銀一郎,入江晃亘
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 高臨界電流(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y固有ジョセフソン接合のマイクロ波応答特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮坂貴広,大矢銀一郎,入江晃亘
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合へのスピン注入(III) (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒川直大,入江晃亘,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合におけるスピン注入効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荒川直大,入江晃亘,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第64回応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 日本大学工学部
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Spin-polarized Quasiparticle Injection Effects in Intrinsic Josephson Junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Irie
  • 学会等名: East Asia Symposium on Superconductive Electronics (EASSE) 2009
  • 発表場所: 南京大学(中国)
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合におけるヒステリシスの抑圧 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤野雅俊,山田清孝,入江晃亘,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合を用いた電磁波の発生と検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斉藤優,入江晃亘,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合への印加磁場傾斜効果(II) (2009)
  • 著者名/発表者名: 広長隆介,入江晃亘,大矢銀一郎
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 固有ジョセフソン接合スタックにおける結合効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 入江晃亘,山田清孝,藤野雅俊,大矢銀一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館
  • 年月日: 2009-07-21