High frequency response in Si-implanted intrinsic Josephson junctions
東北大通研、科技団戦略研A,東北大未来セB
@前田功治A,中尾光明A,王華兵A,中島健介
固有ジョセフソン接合は、高いエネルギーギャップを有するために、電圧標準やミキサー、高周波発振器などの高周波デバイスへの応用が期待されている。現在までに、固有ジョセフソン接合を用いた高周波応答に関する様々な研究が行われてきた。シャピローステップの観測もその中の一つであるが、固有ジョセフソン接合でこの現象が鮮明に観測された例は非常に少ない。我々は抵抗をシャントすることで、シャピローステップの観測に成功している。一方、臨界電流密度Jcを下げ、ジョセフソンプラズマ周波数を印加マイクロ波周波数より小さな値にすることも、シャピローステップの観測には有用な方法である。 我々はSiイオン注入法によって、固有ジョセフソン接合のJcを抑制できることを明らかにしている。そこで今回、BSCCO単結晶に様々な注入量でSiイオンを注入した後、それらを加工してメサ型の接合を作製し、その高周波応答を調べた。Siイオン注入法により、Jc は1/10から1/100に抑制された。Siイオンを注入された固有ジョセフソン接合に20 GHzのマイクロ波を印加したところ、マイクロ波パワーによって電圧の変化しない明瞭な電流ステップを観測した。 さらに改善すべき点もあるが、Siイオン注入法を用いた固有ジョセフソン接合の特性改質によって、ミリ波帯やサブミリ波帯での応用につながると考えられる。