| 講演名 | 2020-11-25 Nb 10-kA/cm2集積プロセスにより作製した両極性DFQアンプの最大動作周波数向上 曽明 裕太(電通大), 島田 宏(電通大), 水柿 義直(電通大), |
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| 抄録(和) | Double-Flux-Quantum Amplifier (DFQアンプ) は交流ジョセフソン効果に基づき高精度な電圧を発生させることができる超伝導電圧増倍回路の1種である。我々はその特徴を活かし、単一磁束量子(Single Flux Quantum：SFQ)回路に基づく超伝導D/A変換器の電圧増幅部として使用してきた。DFQアンプから得られる出力電圧は、その動作原理からSFQの入力周波数に依存するため、高速入力されたSFQパルス列を通過させる必要がある。本研究では、これまでの試作で使用してきたNb 2.5-kA/cm2プロセスの4倍の臨界電流密度を有するNb 10-kA/cm2集積プロセスを用いることによって、より周波数の高いSFQ入力が可能なDFQアンプの作製を行った。作製したDFQアンプでは、基本的な構成要素である3接合ループを19段接続し、20倍の増幅率となるようにレイアウトを行った。液体ヘリウムを用いて測定を行った結果、正極性入力に対しては70.9GHz、負極性入力に対しては61.1GHzの入力周波数まで20倍増幅を行うことが確認できた。 |
| 抄録(英) | A Double-Flux-Quantum Amplifier (DFQA) is a superconducting voltage multiplier that can generate a high-precision voltage based on the AC Josephson effect. Taking advantage of this feature, we have used it as a voltage multiplier in a superconducting Digital-to-Analog converter based on a Single Flux Quantum (SFQ) circuit. Since the output voltage generated at a DFQA depends on the frequency of input SFQ pulse train, high-speed performance should be required for a high-output DFQA. In this study, we tested a DFQA fabricated using a Nb 10-kA/cm2 integration process, which was expected to operate four times higher than those previously fabricated using a Nb 2.5-kA/cm2 process. The tested DFQA was laid out so that 19 three-junction loops, basic components of a DFQA, were connected in series to realize a voltage multiplication factor of 20-fold. As a result of measurements using liquid helium, it was confirmed that 20-fold multiplication was correctly performed up to input frequencies of 70.9 and 61.1 GHz for the positive and negative voltage, respectively. |
| キーワード(和) | SFQ回路 / DFQアンプ / 超伝導電圧増倍回路 / 超伝導集積回路 |
| キーワード(英) | SFQ circuits / Double-Flux-Quantum Amplifier / Superconducting voltage multiplier / Superconducting integrated circuits |
| 資料番号 | SCE2020-9 |
| 発行日 | 2020-11-18 (SCE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
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| 開催期間 | 2020/11/25(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online conference |
| テーマ（和） | 検出基盤技術及び応用、一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 神代 暁(産総研) |
| 委員長氏名（英） | Satoshi Kohjiro(AIST) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 三木 茂人(NICT) / 藤井 剛(産総研) |
| 幹事氏名（英） | Shigehito Miki(NICT) / Go Fujii(AIST) |
| 幹事補佐氏名（和） | 赤池 宏之(大同大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroyuki Akaike(Daido Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Superconductive Electronics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | Nb 10-kA/cm2集積プロセスにより作製した両極性DFQアンプの最大動作周波数向上 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Enhanced Operation Frequencies of Bipolar Double-Flux-Quantum Amplifiers Fabricated Using a Nb 10-kA/cm2 Integration Process |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | SFQ回路 / SFQ circuits |
| キーワード(2)（和/英） | DFQアンプ / Double-Flux-Quantum Amplifier |
| キーワード(3)（和/英） | 超伝導電圧増倍回路 / Superconducting voltage multiplier |
| キーワード(4)（和/英） | 超伝導集積回路 / Superconducting integrated circuits |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 曽明 裕太 / Yuta Somei |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 島田 宏 / Hiroshi Shimada |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 水柿 義直 / Yoshinao Mizugaki |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC) |
| 発表年月日 | 2020-11-25 |
| 資料番号 | SCE2020-9 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | SCE-251 |
| ページ範囲 | pp.7-11(SCE), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2020-11-18 (SCE) |