豊田工業高等専門学校 電気・電子システム工学科
 固体エレクトロニクス研究室 及川グループ

 豊田工業高等専門学校 電気・電子システム工学科 固体エレクトロニクス研究室 及川グループ

 豊田工業高等専門学校
 固体エレクトロニクス研究室 及川グループ

豊田高専及川研究室

研究概要

はじめに

 私たちの研究は「超伝導エレクトロニクス」と呼ばれる分野です。超伝導体の特徴の一つであるジョセフソン効果をデバイスに応用することを目的に研究を進めています。超伝導デバイスは現在主流の半導体のデバイスをはるかに凌駕する性能を有しています。しかし, 実用化にはたくさんの課題があり, それを少しづつ解決していくことが表向きのモチベーションです。面白いからやっているのがホンネかも。
 本研究室では超伝導体の作製, 微細加工から測定評価を一貫して行うため, 様々なスキルが身につくでしょう。大学のビッグラボのようにはいきませんが, 最低限の結晶作製, 微細加工, 極低温冷却装置, 測定機器といった研究環境は整っていますので, やる気や運次第で素晴らしい成果をあげることが可能です。また, 実験結果だけでは理解できない現象も多くあります。そこで強力なツールとなるのが数値計算(シミュレーション)です。物体内部の様子など実験的には測定不可能な物理量を, 市販の安価なPCを用いて予想, 計算することができます。
 以上のように本研究室では, 実験と数値計算の両方を用いて, 超伝導体を用いた次世代の新領域デバイスの開発を行うべく, 研究を進めています。また, 超伝導とは別にプラズマ関係の研究も行なっています。一緒に楽しく研究してみませんか?

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超伝導デバイス関連

 超伝導体をデバイス状に微細加工し, 未開拓周波数のテラヘルツ電磁波発振デバイス, 微弱電磁場検出デバイス, カオス発生デバイスなどを作製し, 特性評価及びそれに関する数値解析を行います。また, 測定の際には多くのデータを収集する必要があるため, LabVIEW等を用いた自動制御&計測系の構築も行っています。

関連装置:極低温冷凍機, 電流源, 電圧計をはじめとした各種計測装置, 数値解析用ワークステーション, LabVIEW, MATLAB

超伝導体作製関連

 超伝導結晶を作製する際の, 焼結温度プロファイルや原材料配合比は非常に重要な条件であり, それによって超伝導結晶の特性は大きく影響を受けます。様々な作製条件と超伝導結晶のパラメータ(結晶性, 臨界温度, 電流電圧特性など)の関連を解明します。

関連装置:温度制御プログラム付き電気炉, X線回折装置, 蛍光X線分析装置, 熱分析装置

微細加工技術関連

 超伝導体をデバイスとして利用するには超伝導単結晶を微細加工する必要があります。もちろんデバイスの種類によって形状が異なり, 超伝導の特性が異なることが予想されます。その微細加工技術の確立とともにデバイスの形状と特性の関連性を明らかにします。

関連装置:フォトリソグラフィ, Arイオンミリング(微細加工用プラズマ), 真空熱蒸着装置

その他

自動計測システムの構築
非線形物理現象の数値解析
微細加工用プラズマの制御と評価
高熱流プラズマの2D粒子シミュレーション
Bi-2212多結晶体の作製及び評価

ロゴマーク

 卒業生が作成してくれました。本研究室だけでなく, 本校の超伝導関連の研究室が「チーム豊田高専」という単位で活動していることを示すものです。発表用のスライドやポスター等に使用しています。2つの丸はクーパー対をイメージし, 極低温をブルー系の色で表現しております。また, 切り込みは SuperconductivityのSを表しています。今後は他高専の方とも協力し, NITTC(豊田高専)をNIT(高専)に変更していきたいと考えています。