磁束運動パーコレーションを用いた計算デバイスの基本原理確立

利用磁通量运动渗透建立计算装置的基本原理

基本信息

批准号：
22K18812
负责人：
堀出朋哉
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18812/
关键词：
超伝導パーコレーション

项目摘要

今年度は、さまざまな電流パスパターンを有する超伝導体に電流を流し、その電圧発生挙動を評価した。これにより超伝導電流のパーコレーションの現象理解を進め、制御可能性を実証することを目的とした。パルスレーザー蒸着によりYBa2Cu3O7(YBCO)膜を作製し、フォトリソグラフィーとウェットエッチングにより初期パターンの作製を行った。初期パターンについて電流―電圧特性を評価した後、電流パスを切断し電流―電圧特性の変化を観察した。ここでは超伝導体の常伝導状態での抵抗と超伝導状態での臨界電流密度を議論した。抵抗は電流パスの分布には大きく依存せず、切断した電流パスの密度とともに増加した。これは電流が流れる平均面積が小さくなっていくことからリーズナブルである。一方臨界電流は電流パスの分布に大きく依存した。これは臨界電流がパーコレーションによって決まることを示している。回り込んで迂回できるような電流パス分布になっているとき臨海電流の減少が小さいのに対し、迂回パスを切断すると臨界電流が大きく減少することがわかった。電流パス分布に応じた超伝導電流のパーコレーションの変化を観察することに成功した。このように超伝導電流のパーコレーションを意図的に変化させられることを実証し、その物理的理解を進めた。またこの現象を解釈するための数理モデルについて議論した。線形な電流―電圧特性に対して電流パス分布の抵抗への影響を記述する数理モデルを構築した。またこの数理モデルを超伝導電流のパーコレーションに利用するには、超伝導における非線形な電流―電圧特性を考慮にいれることが課題であることがわかった。

今年，电流通过具有各种当前路径模式的超导体，并评估了电压产生行为。这是为了提高对超导电流渗透和证明可控性的现象的理解。通过脉冲激光沉积制备YBA2CU3O7（YBCO）膜，并通过光刻和湿蚀刻制备初始模式。评估当前电压特性的初始模式后，切开电流路径并观察到电流 - 电压特性的变化。在这里，我们讨论了超导体的正常状态的电阻和超导体中的临界电流密度。电阻不仅在很大程度上取决于当前路径的分布，并且随着当前路径的密度而增加。这是合理的，因为降低电流流的平均面积。另一方面，临界电流在很大程度上取决于当前路径的分布。这表明临界电流由渗透确定。已经发现，当电流路径分布是可以将其路由和绕组的路径分布时，海洋电流的降低很小，而当切割绕道路径时，临界电流会大大减少。我们成功地观察了根据当前路径分布的超导电流渗透的变化。通过这种方式，我们证明了超导电流的渗透可以有意改变，并且我们已经提高了身体的理解。我们还讨论了解释这种现象的数学模型。构建了数学模型来描述电流路径分布对线性电流 - 电压特性对电阻的影响。此外，已经发现，使用该数学模型渗透超导电流的挑战是考虑到超导性的非线性电流 - 电压特征。