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2013 年度 実績報告書

形状効果によるラチェット挙動に基づく超伝導ナノブリッジダイオード開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 23360152
研究機関名城大学

研究代表者

井上 真澄  名城大学, 理工学部, 教授 (00203258)

研究期間 (年度) 2011-11-18 – 2014-03-31
キーワード高温超伝導体 / ナノブリッジ / 形状効果 / ラチェット / ダイオード / ヒステリシス
研究概要

(1)ナノブリッジ・ダイオードの構造検討および作製: ブリッジ単体での特性の磁場依存性に加えてSQUIDの特性の磁場依存性を利用して磁場変調量の増大を目指して,非対称ナノブリッジによるSQUIDの特性を作製し,その特性を調べた。磁場印加により非対称形状に由来するラチェット効果による臨界電流の変化とSQUIDによる臨界電流の変調をそれぞれ確認できた。臨界電流の変化率の増大に向けてSQUID面積の小さいものを作製した。外部磁場による周期的な変調は見られなかったが,ナノブリッジの発熱密度が大きいことが原因であると考えられた。また,発生電圧の印加磁場依存性などの特性にヒステリシスが観測された。これは当初予想していなかった特性である。ジョセフソン接合によるSQUIDではこのような特性は現れず,非対称ナノブリッジを用いたもの特有の現象であるといえる。定性的には大きなLIc積と非対称構造のために磁束量子の侵入部と排出部に流れる電流量に差が出るためと考えられる。この現象は非対称ナノブリッジを用いたSQUIDの動作の物理を検討するための役に立つとともに,その応用についても検討する価値があると考えられる。
(2)計算によるブリッジ特性の解析: 前年度に引き続き,時間依存Ginzburg-Landau (TDGL) 方程式を用いたシミュレーションを有限要素法で行うためのプログラム作成を進めた。また,(1)で述べたヒステリシスの解析を行うため,ブリッジの端でのボルテックス出入りをジョセフソン接合で模した計算を試みるために,多接合並列回路の特性の計算を行うための条件の検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 非対称ナノブリッジSQUIDにおけるラチェット効果2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤雄記,山本宗範,井上真澄,藤巻朗
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学 相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] Ratchet Effect of the SQUID Composed of Two Parallel Asymmetrical Nanobridges2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ito, M. Yamamoto, M. Inoue, A. Fujimaki
    • 学会等名
      Superconducting SFQ VLSI Workshop for Young Scientists (SSV 2014-YS)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      20140305-20140307
  • [学会発表] 非対称ナノブリッジを利用した高温超伝導デバイスの特性2014

    • 著者名/発表者名
      山本宗範,井上真澄,藤巻 朗
    • 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(東京都)
    • 年月日
      20140123-20140124
  • [学会発表] Asymmetric-Nanobridge-SQUIDs Based on High-Temperature Superconductors2013

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, M. Inoue, and A. Fujimaki
    • 学会等名
      6th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2013)
    • 発表場所
      産業技術綜合研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      20131121-20131122
  • [学会発表] 非対称ナノブリッジによるSQUIDの特性2013

    • 著者名/発表者名
      山本宗範,井上真澄,藤巻朗
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] Study on the vortex exclusion to the moat in superconducting films by numerical analysis2013

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue, S. Mizoguchi, and A. Fujimaki
    • 学会等名
      11th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2013)
    • 発表場所
      Centro Congressi“Magazzini del Cotone”, Genova, Italy
    • 年月日
      20130915-20130919

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公開日: 2015-05-28  

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