単一磁束量子ポンプを用いた高精度ディジタル-アナログ変換器

使用单通量量子泵的高精度数模转换器

基本信息

批准号：
15760238
负责人：
水柿義直
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

1.SQUIDのマイクロ波応答特性に関する数値計算について数GHz程度のマイクロ波を磁界成分として印加すると、電流-電圧特性上に特異な電流ステップが現れることを数値計算により明らかにした。数値計算結果においては、過去の実験において確認されている特異な電流ステップとの定量的一致が得られ、その起源がマイクロ波に同期した磁束量子運動にあることが示された。2.液体ヘリウム温度下での測定システムの構築前年度および今年度にて購入した設備と電気通信大学にて準備した液体ヘリウム容器を組み合わせ、液体ヘリウム温度下での直流特性の測定を可能とした。しかしながら、同軸ケーブルからチップへのマイクロ波導入部分については未完成のままとなった。3.単一磁束量子ポンプのパラメータ評価上述の測定システムを利用して、デバイスのインダクタンス評価を行った。インダクタンス値の測定にはSQUIDの量子干渉効果を利用した。また、FastHenryプログラムを用いたインダクタンス抽出の数値計算を行い、実験との半定量的な一致が得られた。これにより、FastHenryプログラムによるインダクタンス設計の有効性が示された。4.ディジタル-アナログ変換動作の検証7個の単一磁束量子ポンプから構成される3ビットのディジタル-アナログ変換器をNb/AlOx/Nb接合集積回路上に設計、試作した。上述のマイクロ波導入機構の不備により、回路動作の検証には至らなかった。数値計算やデバイスパラメータ評価の結果から、マイクロ波導入の問題を解決することができれば動作検証も可能であるものと考えている。

1. SQUID 微波响应特性的数值计算通过数值计算我们发现，当将几 GHz 的微波用作磁场分量时，电流-电压特性上会出现特殊的电流阶跃。数值计算结果与过去实验中证实的独特电流阶跃定量一致，表明其起源在于与微波同步的磁通量量子运动。 2.液氦温度下的测量系统的构建通过将去年和今年购买的设备与电子通信大学准备的液氦容器相结合，可以测量液氦温度下的直流特性。然而，微波从同轴电缆到芯片的引入仍然不完整。 3.单通量量子泵的参数评估使用上述测量系统评估器件的电感。利用SQUID的量子干涉效应来测量电感值。我们还使用 FastHenry 程序对电感提取进行了数值计算，发现与实验结果半定量一致。这证明了使用 FastHenry 程序进行电感设计的有效性。 4.数模转换操作的验证在Nb/AlOx/Nb结集成电路上设计并原型化了由七个单通量量子泵组成的3位数模转换器。由于微波引入机制的上述缺陷，无法验证电路操作。我们相信，如果能够从数值计算和器件参数评估的结果解决引入微波的问题，就可以验证操作。