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2017000001-20170224  
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本文公開日
 
タイトル
タイトル 超伝導ナノワイヤー共振器を用いた超流動ヘリウムにおける量子渦の検出  
カナ チョウデンドウ ナノワイヤー キョウシンキ オ モチイタ チョウリュウドウ ヘリウム ニ オケル リョウシウズ ノ ケンシュツ  
ローマ字 Chōdendō nanowaiyā kyōshinki o mochiita chōryūdō heriumu ni okeru ryōshiuzu no kenshutsu  
別タイトル
名前 Investigation of quantized vortex in superfluid helium using superconducting nanowire resonator  
カナ  
ローマ字  
著者
名前 永合, 祐輔  
カナ ナゴウ, ユウスケ  
ローマ字 Nago, Yusuke  
所属 慶應義塾大学理工学部助教  
所属(翻訳)  
役割 Research team head  
外部リンク  
 
出版地
 
出版者
名前 慶應義塾大学  
カナ ケイオウ ギジュク ダイガク  
ローマ字 Keiō gijuku daigaku  
日付
出版年(from:yyyy) 2018  
出版年(to:yyyy)  
作成日(yyyy-mm-dd)  
更新日(yyyy-mm-dd)  
記録日(yyyy-mm-dd)  
形態
1 pdf  
上位タイトル
名前 学事振興資金研究成果実績報告書  
翻訳  
 
 
2017  
 
開始ページ  
終了ページ  
ISSN
 
ISBN
 
DOI
URI
JaLCDOI
NII論文ID
 
医中誌ID
 
その他ID
 
博士論文情報
学位授与番号  
学位授与年月日  
学位名  
学位授与機関  
抄録
超流動ヘリウム中における量子乱流を引き起こす量子渦糸の運動状態の解明に向け, 架橋型カーボンナノチューブ(CNT)を用いた超伝導ナノワイヤー(scNW)共振器の開発を行った。アンダーカットを含むトレンチ構造の上に架橋させたCNTにNbN薄膜を蒸着することでscNW共振器の作製を行ったが, プロセス途中にトレンチエッジ部に作製するNiマスクのバリが残る問題があった。そこで, フォトリソグラフィのためのレジストをLOR 5A/AZ5214Eの2層構造にすることで, NMPリフトオフ時にバリを残さず取り除けるよう改善した。また, トレンチ構造作製過程で作製した電子線描画用レジストレーションマーク(REG)では, CNT成長用の触媒Coの描画精度があまりよくなかった。そこでREGをトレンチ作製前に予めTi/Au蒸着で作製することで, より高精度に触媒蒸着位置を定められるようになった。これらの改善に加え, CVD装置におけるCNT成長条件を調整することで, 新たに長さ13umまで長い直径100nmビーム型架橋scNW共振器の作製に成功し, 量子渦の挙動を検出するのに十分な高振幅振動が期待できるデバイスが実現できた。シミュレーション計算から, 基本共振モード周波数は3.14MHzと見積もられた。一方で, 高振幅デバイス実現のためアーチ型scNWの作製にも取り組んだが, アーチ状にCNTを成長させることはできたものの, それを制御して架橋させるまでは至らなかった。制御方法の確立が課題である。上記のビーム型scNWを東大低温センターにて冷凍機を用いて抵抗の温度依存測定を行ったところ, 超伝導相転移(Tc~15K)を観測し, 正常にscNWが完成していることを確認した。さらに, scNWの共振テスト実験に向け, 高周波で使用できるチップ抵抗や同軸ケーブルなどの部品を購入し, 冷凍機内の配線および電子回路を新たに作製した。現在共振テストおよび液体ヘリウムにおける実験に向けた準備が進行中である。
I developed a superconducting nanowire (scNW) resonator based on a bridged carbon nanotube (CNT), for elucidation of dynamics of quantum vortex lines causing quantum turbulence in superfluid helium. The scNW was fabricated by sputtering NbN film directly on the CNT bridged over a trench structure with undercut. However, there was a problem of burr of a Ni mask remaining on the trench edge during the fabrication processes. I solved it by devising bilayer photoresist with LOR 5A/AZ 5214E, in which the burr structure can be completely removed in the NMP lift-off process. On top of that, the problem of alignment accuracy of e-beam lithography by registration marks formed via the trench fabrication process was improved by preliminary deposition of the mark with Ti/Au before the trench fabrication. Moreover, setting conditions of CNT growth in the CVD process enabled to fabricate a long beam-shaped scNW resonator with a diameter of 100 nm and a length up to 13 um, expecting high amplitude oscillation. A numerical simulation revealed a fundamental mode frequency of the long scNW to be 3.14 MHz. In contrast, an arch-shaped scNW was not bridged over the trench though a CNT was grown in arch shape, which requires to be improved. I measured a temperature dependence of electrical resistivity of the beam-shaped scNW using a cryostat and found a superconducting transition temperature to be ~15 K. I purchased chip resistors and coaxial cables for high frequency measurements and prepared the wiring of the cables in the cryostat and electronic circuits. Preparation of operation check test of the scNW and experiments using liquid helium are ongoing.
 
目次

 
キーワード
 
NDC
 
注記

 
言語
日本語  

英語  
資源タイプ
text  
ジャンル
Research Paper  
著者版フラグ
publisher  
関連DOI
アクセス条件

 
最終更新日
Feb 21, 2019 13:21:02  
作成日
Feb 21, 2019 13:21:02  
所有者
mediacenter
 
更新履歴
Feb 21, 2019    インデックス を変更
 
インデックス
/ Public / 塾内助成報告書 / 学事振興資金研究成果実績報告書 / 2017年度
 
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