メゾスコピック磁束フローチャネルを用いた整流デバイスの研究

利用介观磁通流道的整流装置研究

基本信息

批准号：
16710063
负责人：
小久保伸人
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16710063/
关键词：
超伝導磁束フローチャネル超伝導体準一次元性

项目摘要

超伝導体の磁束ピン止め特性を利用した新しい磁束フローナノチャネルの研究を、オランダ王国ライデン大学カマリンオンネス研究所Kes教授と共同で行ってきた。強いピン止め特性を有するNbN超伝導膜をピン効果が非常に弱いアモルファスNbGe超伝導膜上に成膜し、電子線リソグラフィー及び反応性ドライエッチングによって、強いピン止め膜を取り除いたナノフローチャネルを形成した。磁束格子定数の大きさに匹敵するほど細いチャネル幅(230nm)を持つ磁束フローチャネルでは、磁束フロー抵抗が磁場のルートに比例する新奇な現象を見出した。モードロック磁束フロー共鳴実験により磁束フロー構造を調べたところ、チャネル内の磁束フローは整数本のフローチェインで特徴づけられ、そのチェイン数は磁束密度を変えても一定に保たれていることが分かった。準1次元的な磁束格子フローを示す最初の実験証拠である。さらに、磁束に与える駆動力を増していくと、ある電流値において電流電圧特性が明確に折れることも分かった。フロー構造がn列からn+2列へ転移することから、駆動力による磁束フローチェインの動的スリップ転移であるといえる。いずれもこれまで報告された例がないメゾスコピックスケールにおける新奇な磁束フロー特性である。得られた研究成果は、主要な学術誌で発表しただけでなく、国際渦糸状態研究ワークショップ、低温国際会議、超伝導国際シンポジウム等で口頭(招待講演)及びポスター発表を行った。

我们一直与KES教授，荷兰莱顿大学的Kamarin Onness研究所教授合作，使用超导体的磁通量固定特性研究新的通量流量纳米渠道。具有强钉特性的NBN超导膜沉积在具有非常弱的钉效果的无定形NBGE超导膜上，并且通过电子束光刻和反应性干蚀刻形成纳米流通道，以去除较强的固定膜。在具有足够薄的通道宽度（230 nm）以与磁通晶格常数相匹配的通道宽度（230 nm）的磁通流通道中，我们发现了一种新型现象，其中通量流电阻与磁场的根部成正比。当我们使用模式锁定的通量流共振实验研究通量流量结构时，发现通道内的通量流的特征是整数流量链，即使磁通密度更改，链的数量也保持恒定。这是第一个显示准二维磁通晶格流动的实验证据。此外，已经发现，增加施加到磁通量的驱动力清楚地破坏了一定电流值的电流 - 电压特性。由于流量结构从N到N+2传递，因此可以说这是由于驱动力引起的磁通流链的动态滑移跃迁。两者都是在介观尺度上的新型磁通流特性，这是以前从未报道过的。获得的研究结果不仅在主要的学术期刊中提出，而且在国际涡流州研究研讨会，寒冷温度的国际会议和国际超导座谈会上进行了口头（受邀的讲座）和海报演示。