マルチゲート構造を持つ超伝導電界効果トランジスタの研究

多栅极结构超导场效应晶体管的研究

• 批准号: 21K04145
• 负责人: 立木 実
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04145/
• 关键词: 超伝導; 電界効果トランジスタ; ダイヤモンド; 銅酸化物; 磁気光学顕微鏡; 磁束量子; 磁気顕微鏡

ボロンドープダイヤモンド超伝導層/二次元正孔ガス(2DHG)層/ボロンドープダイヤモンド超伝導層からなるダイヤモンド電界効果トランジスタ(FET)を作製し、超伝導層から水素終端ダイヤモンド-原子層堆積(ALD)Al2O3界面に発生する2DHGへの近接効果によって超伝導電流を誘起する超伝導FET実現を目指した。その結果1.6 Kの極低温環境下でのドレイン電流変調を実証した。(関連する国内学会発表2件、国際会議発表2件)。今後、よりチャネル長の微細化を目指すとともに、2DHGチャネル中の不純物などによる散乱を抑制することで移動度の向上、コヒーレンス長の改善をはかり、超伝導動作を目指す。キャリア濃度を減少させる観点からPLD法によるBi2201膜をバッファとしたBi2212極膜層の形成を行い超伝導特性を確認した。超伝導トランジスタの動作理解に必要な磁束量子の駆動状態を観測するために、磁気光学薄膜センサの独自開発を行い、単一磁束量子レベルの運動をリアルタイムに観察できる磁気光学顕微鏡システムの開発に成功するとともに、ニオブ材料の単一磁束量子および磁束量子クラスター形成のその場観察に成功した。これに付随して、磁束量子間の相互作用を微視的理論により広く記述できる理論モデルに基づいて、磁束量子の分子動力学法による数値シミュレーション法を開発し、単独磁束量子の運動および磁束量子クラスター形成のシミュレーションを行い、磁気光学顕微鏡による実験結果との比較を行った。(関連する国内学会発表2件、国際会議発表1件)

Superconducting layer/2D positive hole (2DHG) layer/substrate layer/substrate/substrate layer/substrate/substrate layer substrate/substrate layer/substrate/substrate layer substrate/substrate/substrate The results show that the current modulation of the lamp is realized under the extremely low temperature environment of 1.6 K. (2 reports from related domestic societies and 2 reports from international conferences). In the future, the miniaturization of the production line will be pointed out. The impurity in the production line will be suppressed. The mobility will be improved. The superconductivity will be pointed out. Bi2201 film was formed by PLD method, and its conductivity was confirmed. For the understanding of the behavior of the superconductivity, it is necessary to measure the dynamic state of the magnetic beam quantum. For the independent development of the magnetic optical film, it is necessary to detect the motion of the magnetic beam quantum. For the successful development of the magnetic optical micromirrors, it is necessary to detect the magnetic field of the magnetic beam quantum and the magnetic beam quantum. The theoretical description of the interaction between magnetic beam quanta and Weishi app, the development of the numerical simulation method for the molecular dynamics of magnetic beam quanta, the implementation of the system for the motion of magnetic beam quanta and the formation of magnetic beam quanta, and the comparison of the results of magnetic optical micromirrors. (2 reports from domestic societies and 1 report from international conferences)

项目成果

Observation of vortex clusters using magneto-optical imaging sensors fabricated by an eclipse-PLD method

使用 eclipse-PLD 方法制造的磁光成像传感器观测涡旋簇

• 发表时间: 2022
• 作者: 大井 修一;立木 実;茂筑 高士;井藤 隼人;菊池 章弘;有沢 俊一;久保 毅幸;梅森 健成
• 通讯作者: 梅森 健成

Magneto-optical imaging of vortex bundles in high purity Nb

高纯铌中涡旋束的磁光成像

• 发表时间: 2021
• 作者: 大井 修一;立木 実 ;菊池 章弘 ;有沢 俊一 ;許斐太郎 ;井藤隼人;久保毅幸;加古永治;阪井寛志 ;梅森健成
• 通讯作者: 梅森健成

磁気光学イメージングによる高純度ニオブ材料における単一磁束量子および磁束量子クラスター形成の動的観測

磁光成像动态观察高纯铌材料中单通量量子和通量量子团簇的形成

• 发表时间: 2023
• 作者: 立木 実;大井 修一;茂筑 高士;井藤 隼人;菊池 章弘;有沢 俊一;久保 毅幸;梅森 健成
• 通讯作者: 梅森 健成

1.6K Operation of Diamond FETs with Superconducting Diamond Sources and Drains targeting JoFET or SCFET operation

具有针对 JoFET 或 SCFET 操作的超导金刚石源极和漏极的金刚石 FET 的 1.6K 操作

• 发表时间: 2022
• 作者: C. Wakabayashi;Y. Takahashi;T. Kageura;Y. Takano;M. Tachiki;S. Ooi;S. Arisawa;H. Kawarada
• 通讯作者: H. Kawarada

希塩酸処理によるBi2212超薄膜化

稀盐酸处理制备Bi2212超薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: 大井 修一;立木 実;茂筑 高士;有沢 俊一
• 通讯作者: 有沢 俊一