光磁束量子変換効果を用いた光制御システムの開発

利用光通量量子转换效应的光控制系统的开发

• 批准号: 15656017
• 负责人: 斗内 政吉
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656017/
• 关键词: フェムト秒光パルス; 光磁束量子変換; 希土類鉄ガーネット; 磁気光学顕微鏡; Bi_2St_2CaCu_2O_<8+δ>; YBa_2Cu_3O_<7-δ>; ファラデー効果; 磁束量子フロートランジスタ; Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>

本研究では、申請者が見出した光磁束量子変換効果を用いて、フェムト秒光パルス信号による2次元光情報制御の可能性を探ることを目的とする。平成16年度は、昨年度構築した高温超伝導体中に存在する磁束量子を観測するための磁気光学顕微鏡を用いて、引き続き磁束量子を観測するとともに、CCD読み出しなど装置改良と、デバイスへの適用を行った。その結果、以下の成果を得た。1.構成のCCDを組み込み、ファラデー素子にはBi置換型希土類鉄ガーネットを用い、リアルタイムで高分解能に観測できる磁気光学顕微鏡を開発した。そのとき、空間分解能約1μm以下を得た。2.高温超電導体であるBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>薄膜における磁束の浸入の観測をした。そのとき、三角格子を構成する単一磁束量子の観測に成功した。3.単結晶とエピタキシャル薄膜との比較を行い、単結晶では、a軸方向に沿って並んだ磁束量列が観測されたが、エピタキシャル膜では観測されなかった。このことから、磁束粒子の配列には欠陥が大きく寄与していることが判明した。4.YBCO薄膜を用いて、磁束量子制御用リングデバイスを設計・試作した。5.上記リングデバイスにおいて、磁束量子の侵入を観測したが、単一磁束量子の観測にはいたらなかった。6.デバイス評価用にBi置換型希土類鉄ガーネットをスピンコート法により自作し、磁束量子観測に適用した。以上、光制御のデモンストレーションまでにはいたらなかったが、単一磁束量子観測システムを開発するなど、大きな成果が得られた。

本研究的目的是探索利用申请人发现的光通量量子转换效应，利用飞秒光脉冲信号进行二维光信息控制的可能性。 2004年度，我们将继续使用去年建造的用于观察高温超导体中存在的磁通量子的磁光显微镜来观察磁通量子，并且我们还将改进CCD读出器等设备并将其应用于设备中。 。结果，我们得到了以下结果。 1. 我们开发了一种磁光显微镜，采用以下配置的 CCD，并使用双取代稀土铁石榴石作为法拉第元件，可实现实时、高分辨率观察。当时，我们获得了约1μm或更小的空间分辨率。 2.我们观察到磁通量在高温超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>薄膜中的穿透。当时，他们成功观察到形成三角晶格的单通量量子。 3.对单晶和外延薄膜进行比较。在单晶中，观察到沿a轴方向排列的磁通阵列，但在外延膜中没有观察到。这表明缺陷对磁通粒子的排列有很大贡献。 4.我们设计并原型制作了一种利用YBCO薄膜进行磁通量量子控制的环形装置。 5. 在上述环形装置中，我们观察到了磁通量子的穿透，但我们未能观察到单个磁通量子。 6. 采用旋涂法制备双取代稀土铁石榴石用于器件评价并应用于磁通量子观测。尽管我们无法演示光学控制，但我们取得了重大成果，例如开发单磁通量量子观测系统。

项目成果

Terahertz Radiation Properties of Underdoped YBa_2Cu_3O_<7-δ> Thin Films

欠掺杂YBa_2Cu_3O_<7-δ>薄膜的太赫兹辐射特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chinese Journal of Physics Vol.42, No.4-II
• 作者: Y.Tominari;H.Murakami;M.Tonouchi
• 通讯作者: M.Tonouchi

Magneto-optical imaging of magnetic flux distribution in higg-Tc superconductors

higg-Tc 超导体中磁通量分布的磁光成像

• 发表时间: 2004
• 期刊: Abstracts of 17th International Symposium on Superconductivity 17
• 作者: H.Murakamia;K.Ueno;I.Kawayama;Y.Doda;M.Tonouchi;S.Adachi;K.Tanabe
• 通讯作者: K.Tanabe

K.Ueno, Y.DodaI.Kawayam, H.Murakami, M.Tonouchi, N.Chikumoto: "Magneto-optical Imaging of Magnetic Field Distribution Pattern in High-Tc Superconductor Circuits"Physica C. (In press). (2004)

K.Ueno、Y.DodaI.Kawayam、H.Murakami、M.Tonouchi、N.Chikumoto：“高温超导电路中磁场分布模式的磁光成像”Physica C.（出版中）。

Magneto-optical imaging of magnetic flux distribution in high-Tc superconductors

• DOI: 10.1016/j.physc.2004.01.149
• 发表时间: 2004-10
• 期刊: Physica C-superconductivity and Its Applications
• 影响因子: 1.7
• 作者: K. Ueno;H. Murakamia;I. Kawayama;Y. Doda;M. Tonouchi;N. Chikumoto

K.Ueno, I.Kawayam, H.Murakami, M.Tonouchi, N.Chikumoto: "Magneto-Optical Imaging System to Study Vortex Dynamics in High-Tc Superconductor Devices"Chinese Journal of Physics. (In press). (2004)

K.Ueno、I.Kawayam、H.Murakami、M.Tonouchi、N.Chikumoto：“磁光成像系统研究高温超导器件中的涡动力学”中国物理学报。