走査SQUID顕微鏡を用いた非c軸配向膜中の磁束量子の可視化と膜の高品質化

使用扫描 SQUID 显微镜可视化非 c 轴取向薄膜中的磁通量量子并提高薄膜质量

• 批准号: 19K05021
• 负责人: 有沢 俊一
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05021/
• 关键词: 超伝導; 磁束量子; 走査SQUID顕微鏡; 酸化物薄膜

本研究は非c軸配向のBi系超伝導薄膜の膜質向上と、そこに生じる磁束の直接観察を目的とするものである。超伝導体中では磁束が量子化されることが知られているが、層状構造を持つ酸化物超伝導体ではその大きな異方性から、磁束量子は扁平したジョセフソン磁束となる。本研究では①1方向成長した非c軸配向の薄膜を結晶性や平滑性を向上させ、高品質化を図る。②その薄膜を用いて、走査SQUID（超伝導量子干渉素子）顕微鏡を用いて非c軸配向のBi系超伝導体単結晶薄膜を観測し、実働環境下におけるジョセフソン磁束の挙動の観測を目指すものである。本年度は研究の要となる走査SQUID顕微鏡にリークが生じ、全く測定ができない状態となった。現在修理計画を進めているところであるが、メーカーのサポートが既に終了しているため、修理方法を模索中である。また測定に必要な液体ヘリウムは世界的な枯渇とともに所属機関のヘリウム供給施設の不具合による供給停止もあった。これらを勘案し、全体計画のリスケジューリングを行った。

本研究的目的是提高非c轴取向Bi基超导薄膜的质量并直接观察其产生的磁通量。众所周知，磁通量在超导体中是量子化的，但在层状结构的氧化物超导体中，由于其大的各向异性，磁通量量子变成平坦的约瑟夫森磁通量。在这项研究中，我们的目标是（1）提高单向生长的非c轴取向薄膜的结晶度和光滑度，以实现高质量； ②使用扫描SQUID（超导量子干涉装置）显微镜观察非c轴取向Bi基超导单晶薄膜，旨在观察工作环境中约瑟夫森磁通量的行为。今年，作为研究核心的扫描SQUID显微镜发生泄漏，根本无法进行测量。我们目前正在制定修复计划，但由于制造商的支持已经结束，我们正在寻找修复方法。此外，全球范围内测量所需的液氦已经耗尽，而他所属组织的氦气供应设施也因故障而中断了氦气的供应。考虑到这些，我们重新安排了总体计划。

项目成果

In-plane Orientations of non c-axis Thin Films of Bi2Sr2CaCu2O8+δ and their Characterizations by scanning SQUID Microscopy

Bi2Sr2CaCu2O8+δ非c轴薄膜的面内取向及其扫描SQUID显微镜表征

• 发表时间: 2019
• 作者: Shunichi ARISAWA;Kazuhiro ENDO and Petre Badica.
• 通讯作者: Kazuhiro ENDO and Petre Badica.

National Institute for Materials Physics(ルーマニア)

国家材料物理研究所（罗马尼亚）

走査SQUID顕微鏡を利用した材料開発

使用扫描 SQUID 显微镜进行材料开发

• 发表时间: 2023
• 作者: 有沢俊一;田中康資;山森弘毅;柳澤孝;常盤和靖;石津寛;西尾太一郎;立木実;大井修一;菊池章弘;許斐太郎;久保毅幸;井藤隼人;加古永治;阪井寛志; 梅森健成;林忠之;遠藤和弘; Petre Badica
• 通讯作者: Petre Badica

Recent progresses in fabrication of non-c-axis oriented thin films of Bi-based superconductors and their applications to terahertz devices

铋基超导体非c轴取向薄膜制备及其在太赫兹器件中的应用的最新进展

• 发表时间: 2019
• 作者: Shunichi ARISAWA;Kazuhiro ENDO and Petre Badica
• 通讯作者: Kazuhiro ENDO and Petre Badica

走査SQUID顕微鏡を利用した材料開発と物性評価

使用扫描 SQUID 显微镜进行材料开发和物理性能评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 有沢俊一;田中康資;山森弘毅;柳澤孝;西尾太一郎;立木実;大井修一;小森和範;林忠之;遠藤和弘; Petre Badica
• 通讯作者: Petre Badica