イントリンシックジョセフソン接合アレイにおけるマイクロ波誘起ボルテックス場の研究

本征约瑟夫森结阵列中微波诱发涡流场的研究

基本信息

批准号：
12016207
负责人：
鈴木実
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>単結晶微小メサの作製とトンネル特性溶媒移動浮遊帯法によって育成されたBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>単結晶を用いて、その劈開表面にフォトリソグラフとArイオンミリングにより5μm角および10μm角、厚さ15nm(約10層)の微小メサを形成し、トンネル特性を測定した。最大ジョセフソン電流は過剰ドープ域の試料において1800A/cm2であった。最大ジョセフソン電流には大接合効果の影響が見られず、温度依存性は本質的なものと考えられる。最大ジョセフソン電流の温度依存性は低温まで飽和傾向が見られず、従来と異なる温度依存性を示すことが明らかとなった。これは超伝導オーダーパラメータのd波対称性と密接に関係すると考えられることができる。さらに、ドーピング量の異なる試料のの温度依存性はほとんど同じであり、普遍的な特性であることを明らかにした。(2)マイクロ波誘起ボルテックス場の観察Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>単結晶による5-10μm角、厚さ15nmのメサに対し10-20GHz帯域のマイクロ波を照射しその応答を測定した。マイクロ波の照射によりジョセフソン電流は減少するが、通常のシャピロステップは現れなかった。マイクロ波電力をさらに増加させた場合、正電圧バイアスで負電流が流れる(Zero Current Crossing,ZCC)現象を観察した。さらに、ZCCが現れない程度の弱いマイクロ波パワー照射において、超伝導層と並行に磁場を加えることによってZCC現象が誘起されることを見いだした。これらのことから、固有ジョセフソン接合におけるマイクロ波応答はジョセフソンボルテックスの動力学に密接に関係することを示した。

(1)溶剂转移浮区法生长Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>单晶微台面及隧道特性Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>单晶的制备使用光刻和Ar离子铣削，在晶体的解理表面上形成5μm见方和10μm见方、15nm厚（约10层）的微台面，并测量隧道特性。过掺杂区域样品中的最大约瑟夫森电流为 1800 A/cm2。最大约瑟夫森电流不受大结效应的影响，并且温度依赖性被认为是重要的。可知最大约瑟夫森电流的温度依赖性在低温下不会饱和，表现出与以往不同的温度依赖性。这可以认为与超导序参数的d波对称性密切相关。此外，还发现不同掺杂量的样品的温度依赖性几乎相同，这是一个普遍的特性。 (2)微波诱发涡流场的观测用Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>单晶制成的5-10μm见方、厚度15nm的台面用10-20GHz频段的微波照射并测量其响应。尽管约瑟夫森电流随着微波照射而减小，但通常的夏皮罗步骤并未出现。当微波功率进一步增加时，我们观察到由于正偏压而产生负电流的现象（零电流交叉，ZCC）。此外，我们发现在微波功率照射下施加平行于超导层的磁场可以诱发ZCC现象，该磁场足够弱以至于不会出现ZCC。这些结果表明，本征约瑟夫森结中的微波响应与约瑟夫森涡旋的动力学密切相关。