フェムト秒光パルス照射による光誘起磁束の生成および制御

飞秒光脉冲照射光生磁通量的产生与控制

基本信息

批准号：
18760012
负责人：
川山巌
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 Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度には、ジョセフソン磁束量子フロートランジスタ(JVFT)にフェム卜秒レーザーパルスを照射し、その光照射および磁場印可の双方により独立に磁束の制御が可能であること示し、高速演算素子としての可能性を示した。平成19年度はJVFTの応答速度を検証するため、ダブルパルス計測システムを構築しその特性を評価した。本計測システムでは、波長800nm、パルス幅約lOOfsのフェムト秒レーザーを2つに分岐し、ディレイステージによりレーザー照射のタイミングをサブピコ秒レベルで制御することにより光応答時間を計測することが可能である。本システムを用いて、JVFTのジョセフソン接合部にフェムト秒レーザーを照射した結果、パルス間隔が約5ps以下の時に電圧出力を観測することができた。このことは、JFVTの応答時間が5ps以下であることを示している。従来ジョセフソン接合または超伝導マイクロブリッジ単体の光応答を計測した例はあるが、ジョセフソンデバイスとしての動作速度をサブピコ秒レベルで定量的に計測したのは今回の実験が初めてであり、JVFTタイプのジョセフソン素子が高速スイッチングデバイスとして機能することを明らかにした意義は非常に大きいと考える。さらに素子構造を最適化することにより、原理的にはサブピコ秒レベルの応答が可能であると考えており、今後デバイスの動作メカニズムを詳細に解析するとともに、さらなる高速化を図る予定である。また、本研究によりジョセフソン接合が応答する最小のレーザー強度が超伝導ブリッジの場合に比べで1桁〜2桁小さいことが分かった。

去年，我们用飞秒激光脉冲照射约瑟夫森磁通量量子流晶体管（JVFT），结果表明磁通量可以通过光照射和磁场施加独立控制，并且我们证明它可以用作它展示了这种可能性。 2007年，我们构建了双脉冲测量系统并评估了其特性，以验证JVFT的响应速度。在该测量系统中，波长为800 nm、脉冲宽度约为10ofs的飞秒激光被分成两部分，并使用延迟级将激光照射时间控制在亚皮秒级别，从而可以测量光学响应时间。使用该系统，我们用飞秒激光照射 JVFT 的约瑟夫森结，并能够观察脉冲间隔约为 5 ps 或更短时的电压输出。这表明 JFVT 响应时间为 5 ps 或更短。尽管之前已经对单个约瑟夫森结或超导微桥的光学响应进行了测量，但该实验是第一个在亚皮秒级别定量测量约瑟夫森器件的运行速度的实验，我们相信证明约瑟夫森结的重要性。元件作为高速开关器件的功能极为重要。此外，通过优化器件结构，我们相信亚皮秒级响应原则上是可能的，我们计划详细分析器件的工作机制，进一步加快这一进程。此外，这项研究还表明，约瑟夫森结响应的最小激光强度比超导桥低一到两个数量级。