| 講演名 | 2017-04-21 超伝導デジタル回路応用に向けた磁性ジョセフソン接合の作製 神谷 智大(名大), 栗原 卓也(名大), 谷口 壮耶(名大), 伊藤 大(名大), 赤池 宏之(名大), 藤巻 朗(名大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 我々は、 ジョセフソン接合に磁性薄膜を導入した、超伝導体/磁性体/絶縁体/超伝導体（SFIS）の構造を持つ接合を作製している。SFIS接合では、磁性層における交換相互作用により、電極間の位相差がはじめからπだけずれた特異な接合（π接合）を得ることができるが、接合の電気的特性は磁性層の影響を強く受けることが知られている。デジタル回路のスイッチ素子としての応用を念頭にした場合、通常の接合とπ接合を作り分けること、高い臨界電流密度と特性電圧（高速性）、及び、集積回路を実現可能な水準にばらつきを抑制することなどが要求される。本稿では、磁性障壁層としてPdNi合金（Ni割合11%）を用い、磁性層の膜厚に対する接合特性の変化と、臨界電流値のばらつきを評価した結果を報告する。磁性層の膜厚の増加により臨界電流密度は指数関数的に減少するとともに、9 nmと11 nmのときにπ接合が得られ、磁性層によっても接合特性が制御できることを確認した。また、臨界電流値のばらつき1σは2%を下回り、大規模集積回路への適用が可能であることを示唆する結果を得た。 |
| 抄録(英) | We fabricated Josephson junctions with ferromagnetic layer (superconductor/ferromagnetic/insulator/superconductor, SFIS Josephson junctions), in which phase difference between superconductor electrodes could shift by π by exchange interaction in the ferromagnetic layer. The electronical characteristics of SFIS Josephson junctions are known to be extremely sensitive to the ferromagnetic layer. Assuming switching device in circuit applications, it is required that 0- and π-Josephson junctions be distinctively fabricated, have high critical current density and fast switching speed, and achieve small spreads acceptable for large-scale integration. In this paper, we present dependence of SFIS junction characteristics on the ferromagnetic layer thickness and spreads of critical currents. We use PdNi alloy (Ni ratio: 11%) as a ferromagnetic layer. Our experimental results showed that the critical current density decreased exponentially as the thickness of the ferromagnetic layer increases, and that π junctions were obtained with a 7-nm and 9-nm thick layer. We also found the spreads of critical currents, 1σ was below 2%, which suggested that ferromagnetic Josephson junctions can be applied for very large-scale integrated circuits. |
| キーワード(和) | 磁性ジョセフソン接合 / π接合 / IcRs積 |
| キーワード(英) | Ferromagnetic Josephson junction / π junction / IcRs product |
| 資料番号 | SCE2017-4 |
| 発行日 | 2017-04-14 (SCE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
|---|---|
| 開催期間 | 2017/4/21(から1日開催) |
| 開催地（和） | 機械振興会館 |
| 開催地（英） | Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. |
| テーマ（和） | デバイス関係、薄膜、一般 |
| テーマ（英） | Devices, Thin film, etc. |
| 委員長氏名（和） | 吉川 信行(横浜国大) |
| 委員長氏名（英） | Nobuyuki Yoshikawa(Yokohama National Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 立木 隆(防衛大) / 成瀬 雅人(埼玉大) |
| 幹事氏名（英） | Takashi Tachiki(National Defense Academy) / Masato Naruse(Saitama Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 赤池 宏之(名大) / 山梨 裕希(横浜国大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroyuki Akaike(Nagoya Univ.) / Yuki Yamanashi(Yokohama National Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Superconductive Electronics |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 超伝導デジタル回路応用に向けた磁性ジョセフソン接合の作製 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Fabrication of ferromagnetic Josephson junctions for Superconducting digital circuit application |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 磁性ジョセフソン接合 / Ferromagnetic Josephson junction |
| キーワード(2)（和/英） | π接合 / π junction |
| キーワード(3)（和/英） | IcRs積 / IcRs product |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 神谷 智大 / Tomohiro Kamiya |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 栗原 卓也 / Takuya Kurihara |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 谷口 壮耶 / Soya Taniguchi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 伊藤 大 / Hiroshi Ito |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 赤池 宏之 / Hiroyuki Akaike |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 藤巻 朗 / Akira Fujimaki |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 発表年月日 | 2017-04-21 |
| 資料番号 | SCE2017-4 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | SCE-10 |
| ページ範囲 | pp.17-22(SCE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-04-14 (SCE) |