フェムト秒光パルス照射による光誘起磁束の生成および制御

飞秒光脉冲照射光生磁通量的产生与控制

• 批准号: 18760012
• 负责人: 川山 巌
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760012/
• 关键词: ジョセフソン接合; 光応答; フェムト秒パルスレーザー; 光演算; 磁束フロートランジスタ; 光生成磁束; ジョセフソン磁束フロートランジスタ; 光演算素子

前年度には、ジョセフソン磁束量子フロートランジスタ(JVFT)にフェム卜秒レーザーパルスを照射し、その光照射および磁場印可の双方により独立に磁束の制御が可能であること示し、高速演算素子としての可能性を示した。平成19年度はJVFTの応答速度を検証するため、ダブルパルス計測システムを構築しその特性を評価した。本計測システムでは、波長800nm、パルス幅約lOOfsのフェムト秒レーザーを2つに分岐し、ディレイステージによりレーザー照射のタイミングをサブピコ秒レベルで制御することにより光応答時間を計測することが可能である。本システムを用いて、JVFTのジョセフソン接合部にフェムト秒レーザーを照射した結果、パルス間隔が約5ps以下の時に電圧出力を観測することができた。このことは、JFVTの応答時間が5ps以下であることを示している。従来ジョセフソン接合または超伝導マイクロブリッジ単体の光応答を計測した例はあるが、ジョセフソンデバイスとしての動作速度をサブピコ秒レベルで定量的に計測したのは今回の実験が初めてであり、JVFTタイプのジョセフソン素子が高速スイッチングデバイスとして機能することを明らかにした意義は非常に大きいと考える。さらに素子構造を最適化することにより、原理的にはサブピコ秒レベルの応答が可能であると考えており、今後デバイスの動作メカニズムを詳細に解析するとともに、さらなる高速化を図る予定である。また、本研究によりジョセフソン接合が応答する最小のレーザー強度が超伝導ブリッジの場合に比べで1桁〜2桁小さいことが分かった。

Before the annual に は, ジ ョ セ フ ソ ン magnetic quantum beam フ ロ ー ト ラ ン ジ ス タ (JVFT) に フ ェ ム bligh seconds レ ー ザ ー パ ル ス し を exposure, そ の light お よ び magnetic India can の に よ り independent に magnetic beam の suppression が may で あ る こ と し, high-speed calculation element child と し て の possibility を shown し た. Pp.47-53 19th annual は JVFT の 応 answer speed を 検 card す る た め, ダ ブ ル パ ル ス measuring シ ス テ ム を build し そ の features を review 価 し た. This measuring シ ス テ ム で は, 800 nm wavelength, パ ル ス about lOOfs の フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー を 2 つ に branching し, デ ィ レ イ ス テ ー ジ に よ り レ ー ザ ー irradiation の タ イ ミ ン グ を サ ブ ピ コ seconds レ ベ ル で す system initiates a る こ と に よ り light 応 を a time measuring す る こ と が may で あ る. This シ ス テ ム を with い て, JVFT の ジ ョ セ フ ソ ン joints に フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー を irradiation し た results, パ ル ス interval が about 5 ps 圧 に electricity output when the following の を 観 measuring す る こ と が で き た. <s:1> と と, JFVT 応 answer time が less than 5ps である とを とを indicate て て る る る. 従 to ジ ョ セ フ ソ ン joint ま た は super 伝 guide マ イ ク ロ ブ リ ッ ジ 単 の light body 応 answer を measuring し た example は あ る が, ジ ョ セ フ ソ ン デ バ イ ス と し て の movement speed を サ ブ ピ コ seconds レ ベ ル で quantitative に measuring し た の は today back の be 験 が early め て で あ り, JVFT タ イ プ の ジ ョ セ フ ソ ン element child が high-speed ス イ ッ チ ン グ デ バ イ ス と し て function す る こ と を Ming ら か に し た meaning は very big に き い と exam え る. さ ら を に element child structure optimization す る こ と に よ り, principle of に は サ ブ ピ コ seconds レ ベ ル の 応 may answer が で あ る と exam え て お り, future デ バ イ ス の action メ カ ニ ズ ム を detailed analytical す に る と と も に, さ ら な high speed る を 図 る designated で あ る. ま た, this study に よ り ジ ョ セ フ ソ ン joint が 応 answer す る minimum の レ ー ザ ー が super strength 伝 guide ブ リ ッ ジ に の occasion than べ で girder 1 ~ 2 small girder さ い こ と が points か っ た.

项目成果

ジョセフソン磁束量子ブロートランジスター型高速光入力素子の開発

约瑟夫森通量量子吹晶体管型高速光输入器件的研制

• 发表时间: 2007
• 作者: 堂田泰史;川山巌;村上博成;斗内政吉
• 通讯作者: 斗内政吉

Demonstration of an optical interface for SFQ logic circuits

SFQ 逻辑电路的光学接口演示

• 发表时间: 2007
• 作者: I. Kawayama;Y. Doda;H;Murakami;M. Tonouchi;M. Inoue;A. Fujimaki
• 通讯作者: A. Fujimaki

Study on Sub-THz Signal Input for Superconducting Electronic Devices

超导电子器件亚太赫兹信号输入研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEICE Trans. Electron. Vol. E90-C No. 3
• 作者: I.Kawayama;Y.doda;R.Kinjo;T.Kiwa;H.Murakami;M.Tonouchi
• 通讯作者: M.Tonouchi

Optical Responses of Josephson Vortex Flow Transistor under Irradiation of Femtosecond Laser Pulses

飞秒激光脉冲照射下约瑟夫森涡流晶体管的光学响应

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 46
• 作者: Y. Doda;I. Kawayama;H. Murakami;M. Tonouchi
• 通讯作者: M. Tonouchi

ジョセフソン光スイッチング素子の動作メカニズムの検討

约瑟夫森光开关器件工作机理的研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 堂田泰史;川山巌;村上博成;斗内政吉
• 通讯作者: 斗内政吉