Theoretical study on optimization of THz-wave emission device using Josephson junction of high-temperature superconductors

高温超导约瑟夫森结太赫兹波发射装置优化的理论研究

基本信息

  • 批准号:
    20510121
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2008 至 2010
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Electromagnetic wave with frequency around 1 THz is expected to have a wide range of applications in biological and medical fields. Although it has been difficult to generate such stable electromagnetic wave with conventional electric or optical devices, stable emission of such wave became possible recently using intrinsic Josephson junctions of high-Tc superconductors. I investigated emission properties of such devices by large-scale numerical simulations of an established theoretical model and found that the surface impedance Z is crucial. Without magnetic fields emission becomes maximum when the bias current corresponding to the cavity resonance is applied, and the optimal emission is obtained around Z=50 for the fundamental mode. When magnetic fields along junctions are applied, emission intensity takes a maximum value at zero field and monotonically decreases as the field increases for Z>50, while it takes a maximum value for a small but finite magnetic field for Z<50.
频率在1THz左右的电磁波在生物和医学领域有着广泛的应用前景。虽然用传统的电或光器件很难产生这种稳定的电磁波,但最近使用高Tc超导体的本征约瑟夫森结,这种波的稳定发射成为可能。我研究了这种设备的发射性能的大规模数值模拟建立的理论模型,发现表面阻抗Z是至关重要的。无磁场时,当施加与腔谐振相对应的偏置电流时,发射达到最大值,基模在Z=50附近获得最佳发射。当沿结沿着施加磁场时,发射强度在零场处取最大值,并且当Z>50时随着场的增加而单调减小,而当Z<50时,发射强度在小但有限的磁场下取最大值。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
固有ジョセフソン接合のTHz波発振:零磁場中発振条件下での磁場の影響
本征约瑟夫森结的太赫兹波振荡:零磁场振荡条件下磁场的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    鈴木淳;山本久志;辻村泰寛;野々村禎彦
  • 通讯作者:
    野々村禎彦
固有ジョセフソン接合のTHz波発振:表面インピーダンスによる発振状態変化
固有约瑟夫森结的太赫兹波振荡:由于表面阻抗引起的振荡状态的变化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    出口弘;木嶋恭一(編著);藤山健太,橋口博樹,山田秀;野々村禎彦
  • 通讯作者:
    野々村禎彦
Numerical study on THz wave emission from intrinsic Josephson junctions controlled by surface impedance without or with in-plane magnetic fields
无面内磁场或有面内磁场下表面阻抗控制的本征约瑟夫森结太赫兹波发射的数值研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D. Kohara;H. Yamamoto;A. Suzuki;野々村禎彦
  • 通讯作者:
    野々村禎彦
Effect of sample sizes in terahertz emission from intrinsic Josephson junctions in cuprate HTSC
样品尺寸对铜酸盐 HTSC 中本征约瑟夫森结太赫兹发射的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Matsushita;N.Ohba;T.Suzuki;T.Ichimura;久保幹雄;Yoshihiko Nonomura
  • 通讯作者:
    Yoshihiko Nonomura
Stationary phase-kink states and dynamical phase transitions controlled by surface impedance in terahertz wave emission from intrinsic Josephson junctions
  • DOI:
    10.1103/physrevb.80.140506
  • 发表时间:
    2008-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Y. Nonomura
  • 通讯作者:
    Y. Nonomura
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