【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM0143
利用課題名 / Title
超伝導体/強磁性半導体ヘテロ構造を用いた横型ジョセフソン接合の作製
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,電子線リソグラフィ/ EB lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,スピントロニクス/ Spintronics,超伝導/ Superconductivity
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
石原 奎太
所属名 / Affiliation
東京大学 工学系研究科電気系工学専攻田中研究室
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
原拓嵩
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
吉田 美沙,渡辺 英一郎,簑原 郁乃,大里 啓孝
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-601：電子ビーム描画装置 [ELS-F125]
NM-603：レーザー描画装置 [DWL66+]
NM-604：マスクレス露光装置 [DL-1000/NC2P]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究の目的は超伝導体Al/強磁性半導体InFeAsヘテロ構造におけるスピン三重項超伝導状態の実現を目指して、Al/InFeAs/Al横型ジョセフソン接合を作製することである。このために電子線描画装置を用いて幅50nm以下の溝を作製し、ウェットエッチングを用いてAlのみを取り除くことで横型ジョセフソン接合構造の加工に取り組んだ。
実験 / Experimental
MBE法を用いて成長した薄膜Al/InFeAsヘテロ構造のサンプルをレーザー描画装置を用いてAlも4端子測定用構造を加工後、電子線描画装置を用いて幅50nm以下の溝を作製し、レジストをマスクとしてウェットエッチングを行いAlのみを取り除いた。
結果と考察 / Results and Discussion
電子線描画装置を用いることで幅30nm程度の溝構造を安定して加工することに成功し、歩留まりが大幅に向上した。今後、InFeAsへのダメージを低減しながら直線的なAl電極を加工できるようにウェットエッチングの条件の最適化を行い、エッチング後のAl超伝導電極間距離50nm以下を実現し、Al/InFeAs/Alジョセフソン接合として動作することを確認する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件