半導体ナノ細線中アンドレーエフ束縛状態の量子コヒーレント操作

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760018
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 西尾 隆宏 独立行政法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 基礎科学特別研究員 (30565271)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: インジウム砒素ナノワイヤ / 超伝導 / トランズモン / 量子細線 / アンドレーエフ束縛状態 / 量子ビット / マイクロ波 / ジョセフソン接合

研究概要

スパッタエッチングとその場蒸着により、インジウム砒素半導体ナノワイヤに接触抵抗の低い超伝導電極を取り付け、高い電子移動度を有する電界効果型のナノワイヤデバイス作製法を確立した。低温では超伝導電流や多重アンドレーエフ反射、シャピロステップを観測している。特にピンチオフ近傍では、量子細線の特性であるファブリペロー干渉、コンダクタンスの量子化を観測した。さらに超伝導電流が流れる条件を用いてトランズモン型ナノワイヤ超伝導量子ビットを試作した。

研究成果

• [雑誌論文] Supercurrent through InAs Nanowires with highly transparent superconducting contacts (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nishio, T. Kozakai, S. Amaha, M. Larsson, Henrik A Nilsson, H Q Xu, G. Zhang, K. Tateno, H. Takayanagi, and K. Ishibashi
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 22 ページ: 445701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tip-induced excitation of a single vortex in nanosize superconductors using scanning tunneling microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nishio, S Z Lin, T. An, T. Eguchi, and Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 21 ページ: 465704
  • 査読あり
• [学会発表] Supercurrent in InAs quantum nanowire with superconducting contacts (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nishio, et al
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology(ISANN 2011)
  • 発表場所: Kaanapali, USA
  • 年月日: 2011-12-07
• [学会発表] Fabrication of transmon quantum bits using InAs nanowires (2011)
  • 著者名/発表者名: 西尾隆宏
  • 学会等名: ナノ棟成果交流会
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] InAsナノワイヤを用いた量子細線中の超伝導電流 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西尾隆宏, 他
  • 学会等名: 第2回表面若手研究会
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2011-11-20
• [学会発表] Supercurrent in InAs nanowire with highly transparent superconducting contacts (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nishio, et al
  • 学会等名: International workshop on Quantum nanostructures and nanoelectronics(QNN2011)
  • 発表場所: Tokyo University, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] InAsナノワイヤを用いたジョセフソン接合中の超伝導電流 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西尾隆宏, 他
  • 学会等名: 第72回応用物理学会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] InAsナノワイヤを用いた単一モードの超伝導電流 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西尾隆宏, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] A study of supercurrent in InAs nanowires around pinch-off (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nishio, et al
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science and Technology Workshop 2011
  • 発表場所: RIKEN, Japan
  • 年月日: 2011-01-05
• [学会発表] Transport study of InAs nanowires fabricated with wet and dry etching method (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nishio, et al
  • 学会等名: 30^<th> international conference on the Physics of Semiconductors(ICPS2010)
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Fabrication of superconducting transistors with InAs nanowires (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nishio, et al
  • 学会等名: SSSJ-A3 Foresight Joint Symposium on Nanomaterials and Nanostructures
  • 発表場所: The University of Tokyo, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-07-06