高転移温度金属超伝導体を用いた単一超伝導電子対デバイスの作製

利用高转变温度金属超导体制备单超导电子对器件

基本信息

批准号：
13750297
负责人：
水柿義直
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Electro-Communications (2002)Tohoku University (2001)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750297/
关键词：
クーロンブロッケイドトンネリング接合ジョセフソン効果モンテカルロ法電流ミラー単一磁束量子ポンプニオブ接合双対性ジョセフソン接合クーロンブロッケード金属超伝導体トンネリング A D変換器容量型電圧分配機ジョセフソンプラズマ斜め蒸着法

项目摘要

本年度においては、まず単一電子デバイスと超伝導単一磁束量子デバイスの双対性に着目し、電子を1個ずつ輸送する単一電子デバイスとして知られている単電子ポンプと双対の関係にある単一磁束量子ポンプの設計を行った。回路をニオブ接合集積回路プロセスにより作製し、測定の結果、12GHzまでの高周波信号印加時に単一磁束量子ポンプ動作の特徴であるゼロ・クロス・ステップ(零バイアス電流軸を横切るシャピロ・ステップ)が確認された。測定結果は数値計算により検証され、高周波信号の位相差なども見積もられた。この単一磁束量子ポンプでは、ヒステリシスのないジョセフソン接合を正弦波高周波信号で駆動した場合においてもゼロ・クロス・ステップが得られることから、米国の国家標準局や日本の産業技術総合研究所にて精力的に研究されているプログラマブル・ジョセフソン電圧標準に対して、新しい基本構成素子として応用が可能である。また、クーロンブロッケイドを利用した単電子トンネリング接合のアレイを用いた電流ミラーについての数値計算を行った。数値計算においてはモンテカルロ法を用いた。これまでの単電子エレクトロニクスにおける電流ミラーにおいては、多数の微小トンネル接合を直列に接続した1次元アレイを2本用意し、それらを多数の容量で結合させる方式が取られてきたが、本研究により、多数の接合からなる1次元アレイと4つ接合からなる単電子ターンスタイルを1個の容量を介して結合することでも電流ミラー効果が得られることが判明した。さらに、数々の動作条件について検討したところ、適切な動作点にバイアスすることで、従来の方式と同程度の電流ミラー効果が実現できることが判明した。

在今年，我们首先专注于单电子设备和超导量量子设备的二元性，并设计了一个单电量量子泵，该量子是单电子泵对单电子泵的双重量子泵，称为单电子泵，称为单电子泵，该设备将电子运输电子。该电路是使用Niobium Junction集成电路过程制造的，测量值确认了零跨步骤（横跨零偏置电流轴的shapiro步骤），这是高频信号时单升量子量泵操作的特征，该量子的特征是高达12GHz。测量结果通过数值计算验证，并且还估计了高频信号的相位差异。即使没有磁滞的约瑟夫森交界处是由正弦波高频信号驱动的，即使没有滞后的约瑟夫森交界处也可以将其作为可编程的约瑟夫森电压标准的新基本组成，这是有可能将其应用于美国和国家高级工业学院的国家标准，即使它将其作为新的基本组成部分，即此外，使用库仑阻塞的一系列单电子隧道连接在电流镜上进行数值计算。 Monte Carlo方法用于数值计算。已经采用了单电子电子中的以前的当前镜子，其中准备了两个一维阵列，其中许多微管连接串联连接，并且这些连接与多个电容耦合。然而，这项研究表明，通过组合由多个连接和一个由一个通过一个电容组成的四个连接的单电子旋转风格组成的一维阵列也可以实现当前的镜像效应。此外，在检查了许多操作条件后，发现偏置适当的操作点可以实现与常规方法相似的当前镜像效应。