Novel macroscopic quantum effects due to interactions between intrinsic Josephson junctions

由于本征约瑟夫森结之间的相互作用而产生的新的宏观量子效应

• 批准号: 21560020
• 负责人: KITANO Haruhisa
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21560020/
• 关键词: 超伝導体; 量子情報; ナノ材料; 高温超伝導; ジョセフソン効果; 超伝導材料・素子; 量子コンピュータ; 巨視的量子効果

Intrinsic Josephson junction(IJJ) systems, where the superconducting layer and the insulating layer are stacked in an atomic scale, is extensively attracted as a possible candidate of future quantum information processing technology. In this study, we investigate the interlayer coupling effects, which are essentially important for the IJJ systems, to fundamental phenomena of quantum bits operation, such as anenergy level quantization(ELQ) in macroscopic quantum tunneling(MQT) state. We observed that the separation of the switching current probability distribution attributed to ELQ under microwave irradiation is variedwith increasing temperatures. We also found that a crossover temperature to MQT regime is strongly dependent on the junction geometry of IJJs. Finally, we succeeded in fabricating an IJJ device with small junction numbers below 10 junctions, which is quite useful for the understanding of the interlayer coupling effects.

本征约瑟夫森结（Intrinsic Josephson junction，IJJ）是一种将超导层和绝缘层在原子尺度上堆叠起来的量子信息处理技术。在本研究中，我们研究了层间耦合效应，这是本质上重要的IJJ系统，量子比特操作的基本现象，如宏观量子隧穿（MQT）态的能级量子化（ELQ）。我们观察到，在微波辐照下，ELQ开关电流概率分布的分离度随温度的升高而变化。我们还发现，交叉温度MQT制度是强烈依赖于结的几何形状的IJs。最后，我们成功地制作了一个结数小于10个结的IJJ器件，这对于理解层间耦合效应是非常有用的。

项目成果

Bi系固有ジョセフソン接合における接合形状とスイッチング特性

Bi基约瑟夫森结的结形状和开关特性

• 发表时间: 2010
• 作者: 大政義典;八尾誠;春山純志;Kiyonobu Nagaya;Hitoshi Murakami;北野晴久
• 通讯作者: 北野晴久

Effects of junction geometry in crossover temperature to macroscopic quantumtunneling regime of intrinsic Josephson junctions

交叉温度中结几何形状对本征约瑟夫森结宏观量子隧道机制的影响

• DOI: 10.1016/j.physc.2011.05.161
• 发表时间: 2011
• 期刊: Physica C : Superconductivity
• 作者: H. Kitano;K. Ishikawa;S. Takekoshi;K. Ota;A. Maeda
• 通讯作者: A. Maeda

Switching-current distribution in underdoped La_<2-x> Sr_xCuO_4 intrinsic Josephson junctions

欠掺杂 La_<2-x> Sr_xCuO_4 本征约瑟夫森结中的开关电流分布

• DOI: 10.1016/j.physc.2009.10.103
• 发表时间: 2010
• 期刊: Physica C : Superconductivity
• 作者: H. Kitano;K. Ota;K. Ishikawa;M. Itoi;Y. Imai;A. Maeda
• 通讯作者: A. Maeda

Bi2212微小固有ジョセフソン接合におけるlong接合効果とMQT

Bi2212微小本征约瑟夫森结中的长结效应和MQT

• 发表时间: 2010
• 作者: 本間健二;山城亮;松本剛昭;Kazuhiro Hikami;石川一樹
• 通讯作者: 石川一樹

Bi2212微小固有ジョセフソン接合のスイッチング特性におけるサイズ効果2

Bi2212 微小本征约瑟夫森结 2 开关特性的尺寸效应

• 发表时间: 2009
• 作者: K. Nagaya;Kyoto U.;石川一樹
• 通讯作者: 石川一樹