JP5229859B2 - テラヘルツ帯電磁波発振装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)多数のジョセフソン接合部が同期して同相モードで動作するようになり、これは、非相関性接合部に観察されるような一次的ではなく、接合部の数と共に二次的に増加する、利用可能な電磁波エネルギーをもたらす。
(b)共振時、エネルギーは、同期モードに効率的に吸収され、空洞の品質係数に等しい係数だけ、その強度を強化する。この空洞の品質係数は、大きくすることが可能であり、かつ、最終的に、空洞における損失によってのみ制限されるだけである。
(a)BSCCOの組成の勾配は、メサの幅全体に渡って非均一臨界電流密度を誘発する。BSCCOの超伝導性(TC、JC、...)は、その酸素含量に大きく依存する。従って、酸素雰囲気における調節的焼入れを用いることによって、一方の側面近傍では、反対の側面近傍よりも高くなる臨界電流密度を確立する。
(b)例えば、矩形ではなく台形を持つ、メサの非対称断面は、複数の側面において、非対称電流及び非対称反射係数を誘発する。
(c)非対称臨界電流分布はまた、メサの一側に対し、電子またはプロトンビームを照射することによって、または、イオンを注入することによって意図的に超伝導性を抑圧して確立することも可能である。
(a)BSCCO単結晶を熱処理して、所望のTC値を定める。
(b)清浄表面を露出するために、結晶を、CuO2平面に対して平行に切断する。
(c)この表面を、典型的には(ティピカル値として)、100nm厚のAuフィルムでコーティングする。
(d)フォトリソグラフ工程において、図2に示す典型的レイアウトに従って、メサ及び電気接点が定められる。幅Wを変動させ、長さ300μmを固定したいくつかのメサに関する結果をここに提示する。
(e)前工程におけるフォトレジストをマスクとして用い、Arイオンの照射磨砕によって周辺のBSCCO材料を除去することによってメサを製造する。典型的なメサ高は1μmである。Ar−イオンの入射角を調節することによって、様々な断面積を持つメサが製造される。例えば、図3のSEM画像は、一側面が、他側面よりも急な傾斜を持つ台形断面を示す。
(f)フォトレジストの除去後、結晶の下方部分に、シャドーマスクを介して、CaF2の絶縁層をコーティングする。
(g)シャドーマスクを介してAu−ストリップを堆積させて、メサの頂上に電気接点を定める。
Claims (6)
- 多重積層型ジョセフソン接合を有する層状超伝導体BSCCOの単結晶により形成され、交流ジョセフソン効果を利用して前記単結晶内の複数のジョセフソン接合部が同期して振動することによりテラヘルツ帯域電磁波を発振することを特徴とするテラヘルツ帯域電磁波発振装置。
- 発振した前記テラヘルツ帯域電磁波をファブリ・ペロー空洞共振により共振させる請求項1に記載のテラヘルツ帯域電磁波発振装置。
- 前記BSCCOの単結晶は、ティピカル値として300x80x1μm3のサイズを有することを特徴とする請求項1又は2に記載のテラヘルツ帯域電磁波発振装置。
- 0.6テラヘルツ帯域において、強度50nw以上のコヒーレントな連続波の電磁波発振をする請求項3に記載のテラヘルツ帯域電磁波発振装置。
- 前記BSCCOの単結晶における空洞サイズによって発振周波数が可変されることにより変調可能な請求項2に記載のテラヘルツ帯域電磁波発振装置。
- 前記BSCCOの単結晶内に形成されたその一側面が他の側面よりも急な傾斜を持つ台形断面形状のメサの頂上部及び底部にアンテナ手段が形成されることを特徴とする請求項5に記載のテラヘルツ帯域電磁波発振装置。
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