単一磁束量子-光信号変換デバイスに関する研究

单磁通量子光信号转换器件的研究

基本信息

批准号：
17656117
负责人：
井上真澄
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は前年度の結果を受けて,観測システムの構築およびデバイス作製技術の検討を中心に,以下のように研究を実施した。1.磁束量子観測システムの構築前年度のシステム構成要素の検討に基づき,磁束量子観測システムの構築を行った。光学系については通信帯域の波長のレーザを用いて,試料での反射光の偏光面のファラデー回転を検出するように,光ファイバで試料への光の導入と試料からの信号光の取り出しを行う構成とした。取り出した信号は偏光ビームスプリッタで2偏光成分に分け,その差分を検出することで偏光面の回転を検出して磁束量子を観測する。試料の位置に金属膜などを置いて光学系のチェックおよび改善を行うとともに,アライメント調整方法の検討および試料設置部の設計を行った。2.デバイス作製技術の検討磁束量子の検出部では,ファラデー回転角を大きくするため,微小な超伝導ループに磁束量子を閉じ込める必要がある。また,ループへの磁束量子の出入りが高速に行われる必要がある。これらの条件を満たすのに必要なナノブリッジの作製技術について検討した。電子ビーム描画によりY系高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<7-x>のマイクロブリッジを作製する際に,プロセスによる超伝導性の劣化を防ぐために,エッチング中の試料の冷却,プロセス順序,保護層の使用等を検討した。その結果,50nm幅で臨界電流密度10^7A/cm^2という良好な超伝導特性を示すナノブリッジを得ることができた。これより,磁束量子の検出部に要求される特性を満たすナノブリッジの作製技術をほぼ確立することができた。また,ナノブリッジを用いたSQUID構造を作製したところ,磁場に対して周期的な応答を示し,このナノブリッジを用いた超伝導ループ内に磁束量子を一つずつ出し入れできることが示唆された。これらより,単一磁束量子検出部作製のめどが立った。

为了回应上一年的结果，今年进行了以下研究，重点是建筑观察系统和检查设备制造技术。 1。基于上一年对系统组件的检查的磁通量量子观察系统的构建，我们构建了一个磁通量量子观察系统。光学系统旨在使用具有通信带波长的激光器使用光纤从样品中引入光线，并从样品中提取信号光，以检测样品反射光的极化平面的法拉第旋转。通过偏振梁插曲器将提取的信号分为两个极化组件，并通过检测差异，检测到极化平面的旋转，并观察到磁通量量子。将金属膜和其他材料放置在样品的位置，以检查和改进光学系统，并检查对齐调整方法并设计样品安装部分。 2。检查磁通量量子检测部分中的设备制造技术，必须将磁通量量化在一个小的超导环中，以增加法拉第旋转角度。此外，有必要以高速输入并退出通量量子到循环中。研究了满足这些条件所需的纳米架制造技术。当通过电子束示例性的YBA_2CU_3O__3O__3O__3O__3O_3O>制造Y时，通过电子束说明性，在蚀刻，过程顺序和使用保护层的使用过程中对样品进行冷却，以防止由于该过程而导致的超导性。结果，获得了50nm的宽度，具有良好超导性特性的纳米龙具有良好的超导性特性。这使得几乎可以建立一种制造纳米三轮的技术，以满足磁通量量子检测部分所需的特征。此外，在使用纳米旋转器制造鱿鱼结构时，建议可以使用纳米旋转器将磁通量插入并逐一插入并逐一去除。这些结果为产生单个磁通量量子检测部分提供了明确的指南。