[最新] シャピロステップ 100411-シャピロステップ

ジョセフソン素子にマイクロ波を照射すると、シャピロステップと呼ばれるステップ状の電流電圧特性が観測される。 照射されるマイクロ波の周波数が f のとき、整数 n で表される量子化の次数に対応するステップの電圧は V n = nf / K J で与えられる。交流ジョセフソン効果 の角周波数の交流成分をもつ超電導電流が流れる効果をいう。 ここで、 はプランクの定数をいう。 のマイクロ波を照射すると同期現象が起こり、直流電流電圧特性にステップが現れる。 これをシャピロステップといい、量子化さ小山 富男* Ota, Yukihiro;

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シャピロステップ

シャピロステップ-シャピロステップの観測 10 ω Vdc = V (t) h Vdc 0 2e ex Idc Shapiro, PRL, (1963)5 0 510 Idc マイクロ波（数100GHz照射） V n ex hω ステップの起きる電圧（直流成分） 物質によらず、物理定数と 周波数のみで決まる 2e = n 整数 電圧の国際標準！ 10年CODATA推奨値：4 (11) GHz/V(シャピロステップ。 そして、この測定された 電圧 (V) は 電圧標準の定義 として使用される。 また ジョセフソン効果は Φ 0 に プランク定数 (h) が含まれているため、その定義にも使われる。

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J= 2e/h：ジョセフソン定数 が生じる（図2(a)(ii), 2(b)(ii)）．このように，ジョセフ ソン接合のマイクロ波応答により生じる電圧ステップを シャピロステップと呼ぶ26）．(7)式は量子力学的に保障 された関係であり，実験的にも，16桁28）或いは19桁29） 以上の精度で成り立つことが確かめられている．従っ て，マイクロ波の周波数を精度よく定めれば，非常に正 確な949 展 望 ジョゼフソン効果とその応用 〔i〕 原 宏＊ ま え が き 超伝導現象は久しい間,物 理の研究室の研究対象でロ(Shapiro) ステップと呼び，電圧標準として使用されている． 1この値は当然，∆θ = π/2 の時に得られる．また，基底状態は∆θ 4

高温超伝導体のシャピロ・ステップ 16GHzで動作 Wang et al PRL 01 固有ジョセフソン接合を用いたトンネル分光 トンネル分光（固有ジョセフソン接合の電流電圧特性） 1．発熱の抑制a 微小・極薄メサ構造 b 短パルス法（~300 ns） 2．メサ試料降伏電圧の改善ジョセフソン接合に周波数 ν の電波を照射しながら，直流的な電圧‐電流応答を測定すると，V＝nνΦ 0 の定電圧ステップが得られる．n はステップの次数，Φ 0 は磁束量子である（別名を「シャピロステップ」ともいう）．これはジョセフソン交流効果による発振と電波との同期現象で，ジョセフソン同期効果と呼ばれている．現在ではこれを利用して電圧の標準が課題演習 課題演習 3回生向けの半期の演習実験です。 物質中の電子が織りなす量子力学的振る舞いを学ぶことを目的としており、その最も顕著な例として、マクロな量子現象である超伝導について学びます。 特に、「超伝導の電子状態がどのような

シャピロステップ 遮蔽電流 ジュール・ケルビン効果 ジュール・トムソン逆転曲線 ジュール・トムソン膨張 準粒子トンネル効果 蒸気圧温度計 蒸気圧縮サイクル 常伝導 常伝導状態 蒸発熱 上部臨界磁界(磁場) 常流体 常流動ヘリウム ジョセフソンac回路Shapiro steps in SIS Josephson junctions with multigap superconductors 太田 幸宏;の直流電流ステップ(こ れをn次 シャピロステ ップという)が 観測されることがわかる。ここ でく2)式のジョセブソン電流Icは 周波数依存性を 無視しており,こ れを定電圧条件で解いた時の n次 シャピロステップの大きさは,(5)式 のよう

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1911 年に，ライデン大学のカメリング・オンネス（ Kamerlingh Onnes）は，液体ヘリウム の沸点（42 K）の直下で水銀の電気抵抗が突然ゼロになる現象，すなわち超伝転移を見出所属 (過去の研究課題情報に基づく)：北陸先端科学技術大学院大学,材料科学研究科,教授, 研究分野：応用物性・結晶工学,計測・制御工学,天文学,電子機器工学,応用物性, キーワード：シャピロ・ステップ,ジョセフソン接合,サブミリ波,酸化物高温超伝導体,スパッタリング,準粒子ミキサー,磁性阿部 晋 ABE Susumu ORCID連携する *注記 研究者番号 外部サイト 所属 (現在) 21年度 神奈川大学, 工学部, 非常勤講師 所属 (過去の研究課題情報に基づく) *注記 17年度 – 18年度 神奈川大学, 工学部, 非常勤講師

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Article "Approximate Analytic Equations for Small Shapiro Step Josephson Junctions" Detailed information of the JGLOBAL is a service based on the concept of Linking, Expanding, and Sparking, linking science and technology information which hitherto stood alone to support the generation of ideas By linking the information entered, we provide opportunities to make unexpected国立情報学研究所 / National Institute of InformaticsAc効果と関連したものとしてシャピロ階段（Shapiro step）」がある。これは振動数ωの マイクロ波中でI−V特性を調べると、V = ¯hω/2eのステップが見出されることである。 12 超伝導理論の階層性

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液体ヘリウム温度を超える~8k以上でのジョセフソン接合動作(iv特性、シャピロステップ特性)に成功し、さらにdc squid素子を作製、squid駆動回路を用いた動作確認に成功した。 (図 1) (2) stmsquidハイブリッド磁気顕微鏡・磁束量子シミュレーションの研究より、真の IcH特性やシャピロステップが明らかにな りつつあり、そこからSr 2RuO4 のトポロジカル超伝導 性に関する同定が、近日中に行えるものと期待してい る。 4．展望と今後の課題 本新学術領域研究の課題のひとつであるSr 2RuO4 の※2 シャピロステップ、零交差ステップ、電圧標準 ジョセフソン接合に電磁波を照射すると、電流－電圧特性上でfをその周波数としてV = nhf / 2e（nは整数、hはプラン ク定数、eは素電荷）のところに定電圧ステップ（シャピロステップ）が現れる。

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Koyama, Tomio* 超伝導分野では超伝導特性を活かした鋭敏な超伝導デバイスの提案と開発が望まれている。 本発表では、上記課題に関連し、近年新たに発見された鉄系超伝導体特有のマルチギャップ性を取り入れたシミュレーションを実施することで

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