• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

超伝導コヒーレントテラヘルツ光源の高出力化と応用

研究課題

研究課題/領域番号 26790032
研究機関筑波大学

研究代表者

辻本 学  筑波大学, 数理物質系, 助教 (20725890)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード高温超伝導体 / ジョセフソン効果 / テラヘルツ波 / 温度分布イメージング / パッケージング
研究実績の概要

本研究ではビスマス系銅酸化物高温超伝導体の固有ジョセフソン接合を使ったコヒーレントな連続テラヘルツ光源の高出力化、および光源の応用をめざした研究を実施した。具体的には(1)温度分布イメージング装置を使った自己発熱特性の評価、(2)発熱を考慮したテラヘルツ波発生メカニズムの解明、および(3)排熱を最適化した高出力光源パッケージの実装に取り組んだ。当初の計画通り、蛍光イメージング法を応用した温度分布イメージング装置を構築し、光源の局所的な温度上昇(ホットスポット)とテラヘルツ波出力の関係を定量的に調べた。ホットスポットが出力を抑制する様子を実際に観察し、テラヘルツ波発生に与えるネガティブな影響をはじめて明らかにした。さらに注入電流分布に依存した温度分布を動的に制御することで、最大20パーセントの高出力化を達成した。この知見を生かして排熱を最適化したテラヘルツ光源パッケージ部品の製作を行った。
本研究で得られた成果は、アメリカ物理学会のPhysical Review Applied誌において筆頭論文として掲載された。学術雑誌における解説1編に加え、国際学会の筆頭著者としてのプロシーディングス1編も公開されている。応用物理学会秋季学術講演会および超伝導に関する国際学会THz-Plasma2014では招待講演を行った。国際学会と国内学会ではそれぞれ5件(うち口頭2件)と8件(うち口頭6件)の発表を行った。研究成果は日刊工業新聞の記事として紹介され、京都大学ホームページではプレスリリースされた。パッケージ化技術に関する発明で1件の特許出願を行った。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Cavity mode identification for coherent terahertz emission from high-Tc superconductors2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tsujimoto, I. Kakeya, T. Kashiwagi, H. Minami, and K. Kadowaki
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 24 ページ: 4591-4599

    • DOI

      10.1364/OE.24.004591

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A high- Tc intrinsic Josephson junction emitter tunable from 0.5 to 2.4 terahertz2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kashiwagi, K. Sakamoto, H. Kubo, Y. Shibano, T. Enomoto, T. Kitamura, K. Asanuma, T. Yasui, C. Watanabe, K. Nakade, Y. Saiwai, T. Katsuragawa, M. Tsujimoto, R. Yoshizaki, T. Yamamoto, H. Minami, R. A. Klemm, and K. Kadowaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 ページ: 082601-(1-5)

    • DOI

      10.1063/1.4929715

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Terahertz emission from a stack of intrinsic Josephson junctions in Pb-doped Bi2Sr2CaCu2O8+δ2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tsujimoto, Y. Maeda, H. Kambara, A. Elarabi, Y. Yoshioka, Y. Nakagawa, Y. Wen, T. Doi, H. Saito, and I. Kakeya
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 28 ページ: 105015-(1-5)

    • DOI

      10.1088/0953-2048/28/10/105015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient fabrication of intrinsic-Josephson-junction terahertz oscillators with greatly reduced self-heating effects2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kashiwagi, T. Yamamoto, H. Minami, M. Tsujimoto, R. Yoshizaki, K. Delfanazari, T. Kitamura, C. Watanabe, K. Nakade, T. Yasui, K. Asanuma, Y. Saiwai, Y. Shibano, T. Enomoto, H. Kubo, K. Sakamoto, T. Katsuragawa, B. Markovic, J. Mirkovic, R. A. Klemm, and K. Kadowaki
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 4 ページ: 054018-(1-16)

    • DOI

      10.1103/PhysRevApplied.4.054018

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 高温超伝導体からのコヒーレントな連続テラヘルツ波の発生2015

    • 著者名/発表者名
      辻本学
    • 雑誌名

      京都大学低温物質科学研究センター誌

      巻: 27 ページ: 10-18

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bi-2223固有ジョセフソン接合を使ったテラヘルツ発振の検証2016

    • 著者名/発表者名
      辻本学,斉藤寛,土居卓司,温一凡,Asem Elarabi,掛谷一弘,足立伸太郎,渡辺孝夫
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22
  • [学会発表] 高廃熱構造を用いた固有ジョセフソン接合系Bi2212テラヘルツ発振素子の発振特性III2016

    • 著者名/発表者名
      柏木隆成,北村健郎,渡辺千春,柴野雄紀,幸良彦,榎本拓真,久保裕之,坂本和輝,桂川拓也,湯浅拓実,田中大河,小守優貴,辻本学,山本卓,吉崎亮造,南英俊,門脇和男
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22
  • [学会発表] 高温超伝導体Bi2212を用いたテラヘルツ波光源のパッケージ化2016

    • 著者名/発表者名
      土居卓司,辻本学,Elarabi Asem,温一凡,掛谷一弘
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-20
  • [学会発表] 高温超伝導体単結晶Bi2Sr2CaCu2O8+δを用いた正方形型単独メサ構造からのTHz波発振特性II2016

    • 著者名/発表者名
      久保裕之,柏木隆成,坂本和輝,北村健郎,渡邊千春,幸良彦,柴野雄紀,桂川拓也,田中大河,湯浅拓実,小守優貴,榎本拓真,辻本学,山本卓,南英俊,門脇和男
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] 高温超伝導体Bi2212テラヘルツ光源の多機能化2016

    • 著者名/発表者名
      掛谷一弘,エララビアセム,温一凡,土居卓司,辻本学
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] Terahertz emission from a stack of intrinsic Josephson junctions in Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tsujimoto, I. Kakeya, S. Adachi, T. Watanabe, T. Kashiwagi, H. Minami, and K. Kadowaki
    • 学会等名
      2016 American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-03-16
    • 国際学会
  • [学会発表] A high Tc superconducting terahertz emitter operated from 0.5 to 2.4 THz2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kashiwagi, K. Sakamoto, H. Kubo, Y. Shibano, T. Enomoto, T. Kitamura, K. Asanuma, T. Yasui, C. Watanabe, K. Nakade, Y. Saiwai, T. Katsuragawa, T. Tanaka, T. Yuasa, M. Tsujimoto, R. Yoshizaki, T. Yamamoto, H. Minami, R.A. Klemm, and K. Kadowaki
    • 学会等名
      2016 American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-03-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温超伝導体を使ったコヒーレントな連続テラヘルツ光源の開発2015

    • 著者名/発表者名
      辻本学,斉藤寛,土居卓司,温一凡,Asem Elarabi,掛谷一弘
    • 学会等名
      第14回低温工学・超伝導若手合同講演会
    • 発表場所
      大阪市立大学文化交流センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-12-11
  • [学会発表] Bi-2212固有ジョセフソン接合テラヘルツ発振におけるストライプ状微細発振構造に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      辻本学,斉藤寛,土居卓司,温一凡,Asem Elarabi,掛谷一弘
    • 学会等名
      第23回渦糸物理国内会議
    • 発表場所
      休暇村志賀島(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-12-09
  • [学会発表] Bi2Sr2CaCu2O8+δ固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ波発生におけるストライプ状微細発振構造の起源2015

    • 著者名/発表者名
      辻本学,斉藤寛,土居卓司,温一凡,Asem Elarabi,掛谷一弘,Fabian Rudau,Raphael Wieland,Reinhold Kleiner
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-18
  • [学会発表] Bi2Sr2CaCu2O8+δ固有ジョセフソン接合からのコヒーレントな連続テラヘルツ波発生2015

    • 著者名/発表者名
      辻本学,掛谷一弘
    • 学会等名
      京都大学基礎物理学研究所研究会「多自由度と相関効果が生み出す超伝導の新潮流~BCSからBECまで~」
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-06-09
  • [産業財産権] テラヘルツ帯電磁波発振装置2015

    • 発明者名
      辻本学,掛谷一弘
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-246505
    • 出願年月日
      2015-12-17

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi