単一磁束量子ポンプを用いた高精度ディジタル-アナログ変換器

使用单通量量子泵的高精度数模转换器

• 批准号: 15760238
• 负责人: 水柿 義直
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760238/
• 关键词: ショセフソン効果; マイクロ波; ジャピロステップ; インダクタンス; 単一磁束量子; ポンプ; DA変換; 数値計算; ジョセフソン効果; 電圧標準; 高周波; シャピロステップ; SQUID; ニオブ接合

1.SQUIDのマイクロ波応答特性に関する数値計算について数GHz程度のマイクロ波を磁界成分として印加すると、電流-電圧特性上に特異な電流ステップが現れることを数値計算により明らかにした。数値計算結果においては、過去の実験において確認されている特異な電流ステップとの定量的一致が得られ、その起源がマイクロ波に同期した磁束量子運動にあることが示された。2.液体ヘリウム温度下での測定システムの構築前年度および今年度にて購入した設備と電気通信大学にて準備した液体ヘリウム容器を組み合わせ、液体ヘリウム温度下での直流特性の測定を可能とした。しかしながら、同軸ケーブルからチップへのマイクロ波導入部分については未完成のままとなった。3.単一磁束量子ポンプのパラメータ評価上述の測定システムを利用して、デバイスのインダクタンス評価を行った。インダクタンス値の測定にはSQUIDの量子干渉効果を利用した。また、FastHenryプログラムを用いたインダクタンス抽出の数値計算を行い、実験との半定量的な一致が得られた。これにより、FastHenryプログラムによるインダクタンス設計の有効性が示された。4.ディジタル-アナログ変換動作の検証7個の単一磁束量子ポンプから構成される3ビットのディジタル-アナログ変換器をNb/AlOx/Nb接合集積回路上に設計、試作した。上述のマイクロ波導入機構の不備により、回路動作の検証には至らなかった。数値計算やデバイスパラメータ評価の結果から、マイクロ波導入の問題を解決することができれば動作検証も可能であるものと考えている。

SQUID 1. の マ イ ク ロ wave 応 a feature に masato す る the numerical computing に つ い て several GHz degree の マ イ ク ロ wave を magnetic composition と し て Inca す る と, current - electric 圧 characteristic に specific な current ス テ ッ プ が now れ る こ と を the numerical computing に よ り Ming ら か に し た. The numerical calculation results に お い て は, past の be 験 に お い て confirm さ れ て い る specific な current ス テ ッ プ と の quantitative consistent が better ら れ, そ の origin が マ イ ク ロ wave に period し た magnetic quantum beam movement に あ る こ と が shown さ れ た. 2. Liquid ヘ リ ウ ム temperature で の determination シ ス テ ム の building before the annual お よ び our に て buy し た equipment と electric 気 communication university に て prepare し た liquid ヘ リ ウ ム container を group み close わ せ, liquid ヘ リ ウ ム temperature で の dc の determined を may と し た. The waveguide input part に, に, て, て, ままとなった and ままとなった of the coaxial ケ, ケ, ブ, ケ, らチップへ, らチップへ, ロ, ロ, ロ and ロ is unfinished. 3. A magnetic quantum beam 単 ポ ン プ の パ ラ メ ー タ review 価 above の determination シ ス テ ム を using し て, デ バ イ ス の イ ン ダ ク タ ン ス review 価 を line っ た. The results of the quantum interference of the に SQUID are を by using the <s:1> た. ま た, FastHenry プ ロ グ ラ ム を with い た イ ン ダ ク タ ン ス spare の the numerical computing を い, be 験 と の semi-quantitative な consistent が must ら れ た. The design of <s:1> effective が demonstration された of が れによ and FastHenryプログラムによる ダ ダ タ ス ス. 4. デ ィ ジ タ ル - ア ナ ロ グ variations in action の 検 card 7 の 単 a magnetic quantum beam ポ ン プ か ら constitute さ れ る 3 ビ ッ ト の デ ィ ジ タ ル - ア ナ ロ グ - changer を Nb/AlOx/Nb に collection product back to the way design, attempt し た. The above-mentioned <s:1> <s:1> ロ ロ ロ waveguide entry mechanism <s:1> is incomplete によ and the circuit action <s:1> 検 certificate に に to らな った った った. The numerical calculation や デ バ イ ス パ ラ メ ー タ review 価 の results か ら, マ イ ク ロ waveguide into の を solve す る こ と が で き れ ば could easily 検 card も で あ る も の と exam え て い る.

项目成果

Y.Mizugaki, et al.: "Zero-Crossing Shapiro Step in a Three-Junction SQUID Magnetically Coupled with Two Phase-Shifted RF Signals"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 13・2. 926-929 (2003)

Y. Mizugaki 等人：“三结 SQUID 磁耦合中的过零夏皮罗步骤”，IEEE 应用超导学报 13・2（2003 年）。

水柿義直: "3接合SQUIDの単一磁束量子ポンプ動作と単一電子デバイスとの双対性"応用物理. 73・1. 41-44 (2004)

水崎义直：“3结SQUID的单通量量子泵操作与单电子器件之间的对偶性”应用物理学73・1（2004年）。

Y.Mizugaki: "Numerical investigation for the frequency dependence of Shapiro steps in an RF-field-driven SQUID"Superconductor Science and Technology. 16・12. 1380-1382 (2003)

Y.Mizugaki：“射频场驱动 SQUID 中夏皮罗步频率依赖性的数值研究”超导科学与技术 16・12（2003 年）。

Numerical analysis of a SQUID model for high-Tc Josephson junctions coupled with RF magnetic signals

与射频磁信号耦合的高温约瑟夫森结 SQUID 模型的数值分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.2005 Japan-Taiwan Symp.on Superconductive Electronics
• 作者: Y.Mizugaki;J.Chen
• 通讯作者: J.Chen

Monte Carlo Study on the Charge Transport in Slantingly Coupled Arrays of Small Tunnel Junctions

小型隧道结倾斜耦合阵列中电荷输运的蒙特卡罗研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review B vol.71・no.11(in press)
• 作者: Y.Mizugaki;H.Shimada
• 通讯作者: H.Shimada