高品質粒界接合を用いた広帯域ミリ波検出器の作製とその特性評価

采用优质晶界结的宽带毫米波探测器的制作及其特性评估

• 批准号: 17760264
• 负责人: ユン キョンソン
• 金额: $ 2.3万
• 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 Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760264/
• 关键词: 高温超伝導広帯域ミリ波検出器; Tri-Phase-Epitaxy法; NdBa_2Cu_3O_<7-y>(NBCO)薄膜; 粒界接合; 平面型対数周期アンテナ; 強磁場中での高周波応答; NdBa_2Cu_3O_<7-y> (NBCO)薄膜

研究代表者らはこれまで、方位の異なるMgO単結晶を接合したバイクリスタル基板上にTri-Phase-Epitaxy法(TPE法)と呼ばれる単結晶薄膜成長技術によりNdBa_2Cu_3O_<7-y>(NBCO)薄膜を成長させることにより、基板の接合部に高品質な粒界接合の作製に成功してきた。従来は少ない試料による予備的な結果のみであったが、本研究により、系統的で再現性の高い試料の作製技術を確立及び詳細な特性評価を行うことが出来た。本研究では、検出器用のアンテナとして準光学系との結合が優れた超広帯域性(45GHz-4.5THz)の平面型対数周期アンテナを採用した。粒界接合とこのアンテナを組み合わせた広帯域ミリ波検出器を作製し、数GHzから340GHz帯の発振器からの電磁波を照射して評価したところ、非常に明確なシャピロ・ステップが2THzに相当する電圧領域まで再現性よく観察された。さらに、強磁場中での粒界接合のマイクロ波に対する応答特性等を調べたところ、高品質NBCO薄膜からのジョセフソン磁束フローによる高周波発振を直接検出する可能性も見いだすという、予想外の新たな成果が得られた。このための独自のプローブを試作し、マイクロ波に対する応答をはじめとする高温超伝導広帯域ミリ波検出器の低温物性を、微少電流観察装置を使用して系統的に評価する基盤技術も大きく進展した。さらに、走査SQUID顕微鏡を用い、粒界接合における磁束量子の直接観察を行うことにより、接合部分での低磁場における磁束量子の挙動を明らかにした。

Representative researches include Tri-Phase-Epitaxy method (TPE method) and Tri-Phase-Epitaxy method (TPE method) on azimuth MgO single crystal and bonded MgO single crystal. Thin film growth technology: NdBa_2Cu_3O_<7-y> (NBCO) Thin film growth, high-quality grain boundary bonding and high-quality substrate bonding are successfully produced. The result of the preparation of the sample and the preparation of the sample, the purpose of this study, and the systematic The technology for manufacturing samples with high reproducibility has been established and detailed characteristics evaluation has been carried out. In this study, we used a quasi-optical system and a planar type periodic optics that combines the superior super-wide domain (45GHz-4.5THz) used in the detector. Grain boundary bonding system, 340GHz oscillator, electromagnetic wave The irradiation test is very clear and the 2THz is very clear and the electric field is very reproducible.さらに, でのgrain boundary bonding in a strong magnetic field, のマイクロwave, に対する応, and other をtuned べたところ, high-quality NBCO film からのジョセフソンMagnetic beam フローによるHigh frequency vibration をDirect 検出する possibility も见いだすという, I thought about the new たな results がget られた.このための一のプローブをtrial productionし、マイクロwaveに対する応 Answer をはじめとするHigh temperature super-guided 広帯区ミリThe basic technology of the low-temperature physical properties of the wave generator and the low-current observation device using the system have been evaluated and the progress has been made.さらに、Walk-through SQUID micromirror を、Granular junction joint Magnetic beam quantum direct observation をThe line is low and the joint part is low magnetic field and the magnetic beam quantum is moving.