微小トンネル接合の2次元配列の電気伝導

微隧道结二维阵列中的导电

基本信息

批准号：
12740200
负责人：
神田晶申
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740200/
关键词：
微小トンネル接合2次元配列 SiNメンブレン電荷KT転移 Kosterlitz-Thouless転移帯電効果クーロン・ブロッケード微小トンネル接合単電子帯電効果コステリッツ・サウレス転移窒化シリコンメンブレン 2次元系電荷ソリトン

项目摘要

微小トンネル接合の2次元配列の新しい作製法(SiNメンブレンステンシルマスクを蒸着マスクに用いる方法)において昨年度解決し得なかったマスク移動の再現性の問題は、蒸着時の温度上昇によるステージ等の歪みが主たる原因であると判断し、蒸着装置に3枚の反射板を取り付けた。その結果、最大7μm程度あった移動誤差を0.3μmにまで縮小することができ、接合サイズが不均一ながら約25%の歩留まりでアルミニウムの島電極(サイズ0.5μm四方)からなる微小トンネル接合列を作製できるようになった。また、サイズ0.3μm四方のマスクの作製に成功した。作製した試料の低温電気伝導測定により得られた主な成果は以下のとおりである。・磁場中の常伝導状態で温度の低下とともに電荷Kosterlitz-Thouless(KT)転移に特徴的なSRC型の抵抗上昇を観測した。これは、我々が以前観測したものよりも鮮明なものである。試料作成プロセス、測定システムが以前とまったく異なっているにもかかわらず観測できたことから、電荷KT転移の描像の証明となり得ると考えている。超伝導状態では活性化型であったが原因は不明である。また、SRC型の振る舞いは、室温部のノイズ環境の変化により容易に破壊され、活性化型の振る舞いとなることがわかった。これにより、KT転移的振る舞いは見えないと主張する他グループのデータを解釈することが可能である。・ゼロ磁場の超伝導状態から印加磁場を徐々に増加すると、抵抗の温度依存から見積もられるKT転移温度は約20mTの低磁場で速やかに低温に移動しその後徐々に増加して常伝導の値に近づく。これは、理論では予測されていない振る舞いであり、試料中の常伝導電子密度、クーパー対密度の差に関連していると思われる。

面具运动可重复性的问题，去年在制造二维微管连接阵列的新方法中，这是不可能的（使用SIN膜模具面具作为蒸发口罩的方法）被确定为主要原因是阶段中的扭曲和其他在蒸发过程中引起的阶段扭曲，并在蒸发过程中附加了三个反射设备。结果，最高7μm的行进误差可以减小到0.3μm，即使连接尺寸不均匀，也可以用铝岛电极（0.5μm平方）组成的微管接线行，其产率约为25％。此外，我们已经成功制造了一个尺寸为0.3μm的蒙版。通过测量制备样品的低温电导率获得的主要结果如下。 - 由于磁场中正常传导态的温度降低，观察到SRC类型的电阻增加，这是电荷kosterlitz- thouless（KT）过渡的特征。这比我们先前观察到的要清楚。尽管与以前完全不同，但仍观察到样品制备过程和测量系统的事实，我们认为这可以证明电荷KT传输的图像。尽管它处于超导状态，但它是活化形式，但原因是未知的。还发现，在室温下噪声环境的变化很容易破坏SRC型行为，从而导致激活行为。这允许解释其他群体的数据，这些数据声称KT转移行为是看不见的。 - 如果施加的磁场从零磁场的超导状态逐渐增加，则从电阻的温度依赖性估计的KT转变温度在低磁场的低温下迅速移动至约20mT的低温，然后逐渐增加，接近正常的传导值。这是一种不通过理论预测的行为，可能与样品中的正常传导电子密度差异有关，库珀与密度。