Bi-2212固有ジョセフソン接合を用いたテラヘルツ波発振素子のキャビティモード同定(超伝導エレクトロニクス基盤技術,一般)

概要

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高出力化が期待されるアンテナ結合型の固有ジョセフソン接合テラヘルツ波発振素子の実現を目指し、接合単体からのテラヘルツ波の発振周波数よりキャビティモードの同定を行った。まず,幅80μm,長さ140μm,高さ1.0μmのBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>(Bi-2212)の矩形メサをキャビティとする固有ジョセフソン接合素子を製作し,その電流-電圧特性のリターンカーブ上で,検出器であるSiボロメータの検出電圧のピークが複数観測された。高バイアス側の2つのピークにおける発振周波数は,30Kで499GHzおよび650GHzとなり、テラヘルツ波放射に寄与したキャビティモードを,それぞれTE111およびTE121と同定した。これらの発振周波数は、20〜40Kの範囲で温度とともに減少し,それらの変化幅は,30〜40GHzであった。この温度依存性は、温度上昇に伴うジョセフソンプラズマのモード速度の低下で定性的に説明できる。これらの結果は,アンテナ結合テラヘルツ波発振素子の設計・製作に有用である。
2012-10-18