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2016年6月 5日 (日)

カーボンナノチューブをテンプレートとした世界最小クラスの超極細超伝導ナノワイヤーを実現-様々な材料系で超伝導量子デバイスをシリコンチップ上で作製可能に-

2016/06/01
慶應義塾大学
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
国立大学法人 群馬大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 慶應義塾大学理工学部の牧英之准教授
らは、国立研究開発法人物質・材料研究
機構の森山悟士主任研究員、
国立大学法人群馬大学理工学部の
守田佳史准教授と共同で、
カーボンナノチューブをテンプレート
として、世界最小クラスの
超極細超伝導ナノワイヤーを実現し、
シリコンチップ上でのデバイス化
によって、微小な超伝導体で現れる
特異な超伝導現象の観測に成功しました。
 
 超伝導は、比較的マクロなサイズで
量子現象が発現し、電子デバイス、
光電子デバイス、量子コンピュータ等で
実用化されていますが、この超伝導体を
ナノメートルオーダーで微細化した場合、
マクロには無い新しい超伝導現象が
現れると期待されています。
 
 しかし、多くの超伝導材料は、
微細化が進む半導体材料と比べて
微細加工が難しく、微小な超伝導体を
用いたデバイスの実現を阻む原因と
なっています。
 
 今回、カーボンナノチューブと
超伝導体をハイブリッド化させることで、
10ナノメートルオーダーの
超極細超伝導ナノワイヤーの作製に
成功しました。
 
 さらに、この超伝導ナノワイヤーを
デバイス化したところ、低温にするほど
超伝導状態が壊れる現象
(超伝導-絶縁体転移)や磁束が
ナノワイヤーをトンネルする現象
(量子位相スリップ)など、
特異な超伝導現象の観測に成功しました。
 
 今回の研究では、超伝導デバイスで
実用化されている窒化ニオブ超伝導体で
ナノワイヤーの作製に成功したことや、
シリコンチップ上で電子デバイス化
にも成功していることから、
量子ビットや超高感度光検出器といった
新たな超伝導量子デバイス応用が
期待されます。
 
 本研究成果は、2016年5月31日
(現地時間)に米国物理学会誌
「Applied Physics Letters」の
オンライン版で公開されました。
 
プレスリリース全文は、以下を
ご覧ください。
 
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 マクロなサイズではいろいろな現象が
発生するのですね。
 
 今後の研究に期待します。

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