層状超伝導体における集団ジョセフソン効果による電磁波発振の研究

层状超导体中集体约瑟夫森效应引起的电磁波振荡研究

基本信息

批准号：
08750010
负责人：
芝内孝禎
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の成果として、層状超伝導体における集団ジョセフソン効果を調べるために、まず超伝導マグネット中での電磁波(マイクロ波)吸収の測定が可能なCu空洞共振器を設計・作製した。周波数による違いを見るために、24,41,56GHzの3つの共振器を用いた測定が可能になった。超伝導体試料として、Bi系高温超伝導体およびBEDT-TTF系の有機超伝導体についてについて電場ベクトルが超伝導層に垂直な方向で測定を行ったところ、特徴的な磁場で、マイクロ波吸収にピークを観測した。これは最近議論されている層状超伝導体に特有の現象であるジョセフソンプラズマの集団励起による共鳴現象であると理解できる。さらにBi系高温超伝導体に重イオンを照射した試料では、共鳴が低温で高磁場に移動することが明らかになった。これは重イオン照射により柱状の欠陥が導入され、量子化磁束の超伝導層間の結合がそれにより強くなったためであると考えられる。マイクロ波吸収の逆過程を用い、直流電流を超伝導層に垂直に流した場合の電磁波発振については、Bi系高温超伝導体単結晶試料を用いて電磁波検出の実験を行ったが、現時点では期待された巨大な出力は得られていない巨大な電磁波発振を得るためには、ある程度マクロな層状超伝導体の領域にわたってコヒーレントな集団ジョセフソン効果が起こる必要があると考えられる。これを克服するためには、さらに良質な試料を作製すること、電磁波を検出するシステムの高感度化が必要であると考えられる。

这项研究的结果是，为了研究分层超导体中的集体约瑟夫森效应，我们首先设计和制造了一个CU腔谐振器，该芯型谐振器可以测量超导磁体中电磁波（微波）吸收。为了查看频率之间的差异，现在可以使用三个谐振器在24,41,56 GHz处进行测量。作为超导体样品，当电场矢量以垂直于BI基高温超导体和基于BEDT-TTF的有机有机超导体的方式垂直于超导层进行测量时，使用特征性磁场观察到微波吸收的峰值。这可以理解为由约瑟夫森等离子体集体激发引起的共振现象，约瑟夫森等离子体是最近讨论的分层超导体所独有的现象。此外，据透露，在用重离子辐射的样品中，在BI基高温超导体上辐射，共振在低温下迁移到高磁场。这被认为是因为重离子辐照引入了柱状缺陷，从而增强了量化磁通量的超导层之间的耦合。对于电磁波振荡，当DC电流使用微波吸收的逆过程垂直于超导层流动时，我们使用BI基高温高温超导体单晶样品进行了一个实验，以进行电磁波检测。但是，为了获得当前预期的巨大电磁波振荡，人们认为必须在有点宏观的分层超导体区域内发生连贯的集体约瑟夫森效应。为了克服这一点，人们认为有必要准备更好的质量样品并提高检测电磁波的系统的灵敏度。

项目成果

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T.Shibauchi et al.: "Microwave Response of Josephson Plasma in the Mixed State of K-(BEDT-TTF)_2 Cu(NCS" J.Low Temp.Phys.105. 1715-1720 (1996)

T.Shibauchi 等人：“K-(BEDT-TTF)_2 Cu(NCS 混合状态下约瑟夫森等离子体的微波响应”J.Low Temp.Phys.105. 1715-1720 (1996)

DOI：
发表时间：
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0
作者：
通讯作者：

T.Shibauchi et al: "Observation of the Plasma Resonance across the Josephson-CoupledLayers in the Mixed State of Organic Superconductors" Physica C. (to be published).

T.Shibauchi 等人：“Observation of the Plasma Resonance across the Josephson-CoupledLayers in the Mixed State of Organic Superconductors”Physica C.（即将出版）。