JP2003069096A - 固有ジョセフソン素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザー - Google Patents
固有ジョセフソン素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＢＳＣＣＯ単結晶装置を用いて、テラヘルツ
帯のアンテナとチョーク回路を集積し、連続発振する固
有ジョセフソン素子を含む集積回路による連続発振ミリ
波・サブミリ波レーザーを提供する。 【解決手段】 直流電流源ＩA と、この直流電流源ＩA
に接続されるとともに、テラヘルツ帯のアンテナとチョ
ーク回路が搭載された多数個（１０，０００個以上）の
固有ジョセフソン接合装置４１が直並列に接続される二
次元アレイとを備え、前記直流電流源ＩA から直流電流
を注入することにより、連続発振するミリ波・サブミリ
波レーザー光を生成させる連続発振するミリ波・サブミ
リ波レーザーを実現する。
帯のアンテナとチョーク回路を集積し、連続発振する固
有ジョセフソン素子を含む集積回路による連続発振ミリ
波・サブミリ波レーザーを提供する。 【解決手段】 直流電流源ＩA と、この直流電流源ＩA
に接続されるとともに、テラヘルツ帯のアンテナとチョ
ーク回路が搭載された多数個（１０，０００個以上）の
固有ジョセフソン接合装置４１が直並列に接続される二
次元アレイとを備え、前記直流電流源ＩA から直流電流
を注入することにより、連続発振するミリ波・サブミリ
波レーザー光を生成させる連続発振するミリ波・サブミ
リ波レーザーを実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固有ジョセフソン
素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波
レーザーに関するものである。
素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波
レーザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術文献として
は、以下に開示するようなものがあった。
は、以下に開示するようなものがあった。
【０００３】（１）Ｈ．Ｂ．Ｗａｎｇ，ｅｔ ａｌ．，
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８（２５），４０
１０（２００１）． （２）Ｈ．Ｂ．Ｗａｎｇ，ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒ
ｅｖ．Ｌｅｔｔ．，（ｔｏ ｂｅ ｐｕｂｌｉｓｈｅ
ｄ）． （３）Ｂ．Ｖａｓｉｌｉ，ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８（８），１１３７（２００
１）． この技術文献（３）によれば、Ｐａｕｌａ Ｂａｒｂａ
ｒａらはＮｂジョセフソン接合集積回路技術を用いて、
以下のようなＮｂジョセフソン接合アレイを提案してい
る。
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８（２５），４０
１０（２００１）． （２）Ｈ．Ｂ．Ｗａｎｇ，ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒ
ｅｖ．Ｌｅｔｔ．，（ｔｏ ｂｅ ｐｕｂｌｉｓｈｅ
ｄ）． （３）Ｂ．Ｖａｓｉｌｉ，ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８（８），１１３７（２００
１）． この技術文献（３）によれば、Ｐａｕｌａ Ｂａｒｂａ
ｒａらはＮｂジョセフソン接合集積回路技術を用いて、
以下のようなＮｂジョセフソン接合アレイを提案してい
る。
【０００４】図８はかかる従来のＮｂジョセフソン接合
アレイの構成図であり、図８（ａ）はその平面図、図８
（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ′線断面図、図８（ｃ）は
その等価回路図、図９はその電流−電圧特性図であり、
横軸は電圧Ｖ（ｍＶ）、縦軸は電流Ｉ（μＡ）を示して
いる。
アレイの構成図であり、図８（ａ）はその平面図、図８
（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ′線断面図、図８（ｃ）は
その等価回路図、図９はその電流−電圧特性図であり、
横軸は電圧Ｖ（ｍＶ）、縦軸は電流Ｉ（μＡ）を示して
いる。
【０００５】これらの図において、１０１はジョセフソ
ン接合（ＪＪ）装置、１０２は下部Ｎｂ、１０３は上部
Ｎｂ、１０４はグランドプレーン、ＩA は直流電流源、
Ｌはインダクタンス、Ｃはキャパシタ、Ｒは抵抗（負
荷）、ＸはＮｂジョセフソン接合である。
ン接合（ＪＪ）装置、１０２は下部Ｎｂ、１０３は上部
Ｎｂ、１０４はグランドプレーン、ＩA は直流電流源、
Ｌはインダクタンス、Ｃはキャパシタ、Ｒは抵抗（負
荷）、ＸはＮｂジョセフソン接合である。
【０００６】これらの図に示すように、Ｎｂジョセフソ
ン接合アレイは、１個の接合を有する１４４個の接合ア
レイからなる。この接合アレイのＩ−Ｖ特性を測定した
ところ、鋭い共振特性を示した。この鋭い共振特性は１
００ＧＨｚ帯のレーザー発振していることを示している
ことが、検波実験により明らかになった。連続波発振
で、その最大電力Ｐmax は、 Ｐmax ＝３ｍＶ×１００μＡ ＝３×１０-7Ｗ つまり、最大電力は約０．３μＷ（１０-4Ｗ／ｃｍ2 ）
であった。
ン接合アレイは、１個の接合を有する１４４個の接合ア
レイからなる。この接合アレイのＩ−Ｖ特性を測定した
ところ、鋭い共振特性を示した。この鋭い共振特性は１
００ＧＨｚ帯のレーザー発振していることを示している
ことが、検波実験により明らかになった。連続波発振
で、その最大電力Ｐmax は、 Ｐmax ＝３ｍＶ×１００μＡ ＝３×１０-7Ｗ つまり、最大電力は約０．３μＷ（１０-4Ｗ／ｃｍ2 ）
であった。
【０００７】なお、本願発明者らは、既に、ＢＳＣＣＯ
単結晶装置（固有ジョセフソン接合装置）とその製造方
法について提案している。
単結晶装置（固有ジョセフソン接合装置）とその製造方
法について提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】現在の情報通信技術
は、１０ＧＨｚ帯までを使っているが、将来の情報量の
増大に対応するためには、使用周波数を増大させること
が必要である。現在使用中の周波数の１００倍がテラヘ
ルツ波であるが、この領域は発振器、伝送路、受信機等
の基本素子が開発されていないため、未開周波数となっ
ている。
は、１０ＧＨｚ帯までを使っているが、将来の情報量の
増大に対応するためには、使用周波数を増大させること
が必要である。現在使用中の周波数の１００倍がテラヘ
ルツ波であるが、この領域は発振器、伝送路、受信機等
の基本素子が開発されていないため、未開周波数となっ
ている。
【０００９】本発明は、上記したＢＳＣＣＯ単結晶装置
を用いて、テラヘルツ帯のアンテナとチョーク回路を集
積し、連続発振する固有ジョセフソン素子を含む集積回
路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザーを提供す
ることを目的とする。
を用いて、テラヘルツ帯のアンテナとチョーク回路を集
積し、連続発振する固有ジョセフソン素子を含む集積回
路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザーを提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕固有ジョセフソン素子を含む集積回路による連続
発振ミリ波・サブミリ波レーザーであって、直流電流源
と、この直流電流源に接続されるとともに、テラヘルツ
帯のアンテナとチョーク回路が搭載された多数個の固有
ジョセフソン接合装置が直並列に接続される２次元アレ
イとを備え、前記直流電流源から直流電流を注入するこ
とにより、連続発振するミリ波・サブミリ波レーザー光
を生成させる。
成するために、 〔１〕固有ジョセフソン素子を含む集積回路による連続
発振ミリ波・サブミリ波レーザーであって、直流電流源
と、この直流電流源に接続されるとともに、テラヘルツ
帯のアンテナとチョーク回路が搭載された多数個の固有
ジョセフソン接合装置が直並列に接続される２次元アレ
イとを備え、前記直流電流源から直流電流を注入するこ
とにより、連続発振するミリ波・サブミリ波レーザー光
を生成させる。
【００１１】〔２〕上記〔１〕記載の固有ジョセフソン
素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波
レーザーにおいて、前記多数個の固有ジョセフソン接合
装置は１０，０００個以上であることを特徴とする。
素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波
レーザーにおいて、前記多数個の固有ジョセフソン接合
装置は１０，０００個以上であることを特徴とする。
【００１２】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の固有ジ
ョセフソン素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・
サブミリ波レーザーにおいて、前記チョーク回路は、ｒ
ｆチョーク回路であることを特徴とする。
ョセフソン素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・
サブミリ波レーザーにおいて、前記チョーク回路は、ｒ
ｆチョーク回路であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明にかかる固有ジョセフソン接
合装置（ＩＪＪ：Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｊｏｓｅｐｈｓ
ｏｎ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ装置）の両面加工工程を示す
図、図２は均一なＩｃを持つ両面加工したＩＪＪ装置の
電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性図である。
合装置（ＩＪＪ：Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｊｏｓｅｐｈｓ
ｏｎ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ装置）の両面加工工程を示す
図、図２は均一なＩｃを持つ両面加工したＩＪＪ装置の
電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性図である。
【００１５】まず、ＩＪＪ装置の両面加工方法について
説明する。
説明する。
【００１６】まず、図１（ａ）に示すように、基板
（例えば、シリコン基板）１１上に劈開されたＢＳＣＣ
Ｏ単結晶（ジョセフソン接合結晶）１２をポリイミドで
固定する。
（例えば、シリコン基板）１１上に劈開されたＢＳＣＣ
Ｏ単結晶（ジョセフソン接合結晶）１２をポリイミドで
固定する。
【００１７】次いで、図１（ｂ）に示すように、第１
のフォトレジスト１３をＢＳＣＣＯ単結晶１２表面上に
フォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そこで、第
１のイオンミリング１４により特定の深さまにまで試料
をエッチングする。
のフォトレジスト１３をＢＳＣＣＯ単結晶１２表面上に
フォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そこで、第
１のイオンミリング１４により特定の深さまにまで試料
をエッチングする。
【００１８】次いで、図１（ｃ）に示すように、第２
のフォトレジスト１５をＢＳＣＣＯ単結晶１２表面上に
フォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そして、第
２のフォトレジスト１５を用いて第２のイオンミリング
１６を行い、固有ジョセフソン接合をつくる。
のフォトレジスト１５をＢＳＣＣＯ単結晶１２表面上に
フォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そして、第
２のフォトレジスト１５を用いて第２のイオンミリング
１６を行い、固有ジョセフソン接合をつくる。
【００１９】次に、図１（ｄ）に示すように、第２の
フォトレジスト１５を除去し、試料を劈開し、裏返した
ＢＳＣＣＯ単結晶片１７〔図１（ｅ）参照〕を得る。
フォトレジスト１５を除去し、試料を劈開し、裏返した
ＢＳＣＣＯ単結晶片１７〔図１（ｅ）参照〕を得る。
【００２０】次に、図１（ｅ）に示すように、新たな
基板１８上にそのＢＳＣＣＯ単結晶片１７を固定し、フ
ォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そして、第３
のフォトレジスト１９をＢＳＣＣＯ単結晶片１７上に形
成する。
基板１８上にそのＢＳＣＣＯ単結晶片１７を固定し、フ
ォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そして、第３
のフォトレジスト１９をＢＳＣＣＯ単結晶片１７上に形
成する。
【００２１】次に、図１（ｆ）に示すように、第３の
フォトレジスト１９を用いた第３のイオンミリング２０
でＩＪＪ装置２１をパターニングする。
フォトレジスト１９を用いた第３のイオンミリング２０
でＩＪＪ装置２１をパターニングする。
【００２２】このようにして両面加工したＩＪＪ装置２
１のＩ−Ｖ特性を図２に示す。
１のＩ−Ｖ特性を図２に示す。
【００２３】この図では、Ｘ軸は２００ｍＶ／目盛（ｄ
ｉｖ）、Ｙ軸は２００μＡ／目盛（ｄｉｖ）、温度Ｔは
４．２Ｋである。ここでは、均一なＩｃを持つ両面加工
したＩＪＪ装置２１の接合数は１８個である。
ｉｖ）、Ｙ軸は２００μＡ／目盛（ｄｉｖ）、温度Ｔは
４．２Ｋである。ここでは、均一なＩｃを持つ両面加工
したＩＪＪ装置２１の接合数は１８個である。
【００２４】図３は本発明にかかる固有ジョセフソン素
子を含む集積回路によるミリ波・サブミリ波受信機の構
成図であり、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）はそ
の斜視図、図３（ｃ）はその等価回路図である。
子を含む集積回路によるミリ波・サブミリ波受信機の構
成図であり、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）はそ
の斜視図、図３（ｃ）はその等価回路図である。
【００２５】この図において、２１は本発明にかかる両
面加工した多数の接合を有するＩＪＪ装置（高さｈは概
ね２５．５ｎｍ）、３０は基板、３１はボータイアンテ
ナ、３２はｒｆチョーク回路、３３は照射されるサブミ
リ波、３４は電圧端子、３５は電流端子である。
面加工した多数の接合を有するＩＪＪ装置（高さｈは概
ね２５．５ｎｍ）、３０は基板、３１はボータイアンテ
ナ、３２はｒｆチョーク回路、３３は照射されるサブミ
リ波、３４は電圧端子、３５は電流端子である。
【００２６】図１及び図２に示された本発明にかかるＩ
ＪＪ装置２１を、図３に示すように、アンテナ３１やｒ
ｆチョーク回路３２が形成された基板（集積回路基板）
３０に集積化する。
ＪＪ装置２１を、図３に示すように、アンテナ３１やｒ
ｆチョーク回路３２が形成された基板（集積回路基板）
３０に集積化する。
【００２７】そこで、このＩＪＪ装置２１の接合にサブ
ミリ波３３を基板３０側から照射すると、図４に示すよ
うに、明確なシャピロステップを観測できる。
ミリ波３３を基板３０側から照射すると、図４に示すよ
うに、明確なシャピロステップを観測できる。
【００２８】図４において、照射周波数ｆFIR ＝１．６
ＴＨｚに対応するジョセフソン電圧ｖ＝φ0 ｆFIR Ｎ＝
３．４×Ｎ（ｍＶ）が発生している。ここでＮは接合数
であり、Ｘ軸は１０ｍＶ／目盛（ｄｉｖ）、Ｙ軸は２μ
Ａ／目盛（ｄｉｖ）、温度は６Ｋである。
ＴＨｚに対応するジョセフソン電圧ｖ＝φ0 ｆFIR Ｎ＝
３．４×Ｎ（ｍＶ）が発生している。ここでＮは接合数
であり、Ｘ軸は１０ｍＶ／目盛（ｄｉｖ）、Ｙ軸は２μ
Ａ／目盛（ｄｉｖ）、温度は６Ｋである。
【００２９】図４から明らかなように、明確なゼロクロ
ス電圧が見られる。これはＩＪＪ装置２１とテラヘルツ
（ＴＨｚ）波の結合が極めて良好であることを示してお
り、テラヘルツ（ＴＨｚ）波検出器として実現できるこ
とを示している。
ス電圧が見られる。これはＩＪＪ装置２１とテラヘルツ
（ＴＨｚ）波の結合が極めて良好であることを示してお
り、テラヘルツ（ＴＨｚ）波検出器として実現できるこ
とを示している。
【００３０】そこで、従来技術（３）に示したＰａｕｌ
ａ ＢａｒｂａｒａらのＮｂジョセフソン接合集積回路
技術をも考慮して、本発明の固有ジョセフソン素子を含
む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザー
を得ることができた。
ａ ＢａｒｂａｒａらのＮｂジョセフソン接合集積回路
技術をも考慮して、本発明の固有ジョセフソン素子を含
む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザー
を得ることができた。
【００３１】図５は本発明の実施例を示す高温超伝導体
ＩＪＪを用いて作製した連続波テラヘルツ（ＴＨｚ）帯
レーザーの構成図であり、図５（ａ）はその平面図、図
５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部断面図、図５（ｃ）はその
等価回路図、図６はその連続波ＴＨｚ帯レーザーのＩ−
Ｖ特性図であり、横軸は電圧（０．５Ｖ／目盛）、縦軸
は電流（１ｍＡ／目盛）を示している。図７はそのＩ−
Ｖ特性の模式図である。
ＩＪＪを用いて作製した連続波テラヘルツ（ＴＨｚ）帯
レーザーの構成図であり、図５（ａ）はその平面図、図
５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部断面図、図５（ｃ）はその
等価回路図、図６はその連続波ＴＨｚ帯レーザーのＩ−
Ｖ特性図であり、横軸は電圧（０．５Ｖ／目盛）、縦軸
は電流（１ｍＡ／目盛）を示している。図７はそのＩ−
Ｖ特性の模式図である。
【００３２】これらの図において、４０は基板、４１は
本発明にかかるＩＪＪ装置、４２はそのＩＪＪ装置４１
が直列に接続された行配線、４３はその行の各ＩＪＪ装
置と交差する列配線、４４は電圧端子、４５は電流端
子、ＩA は直流電流源、Ｃはキャパシタ、Ｌはインダク
タンス、Ｒｅは放射抵抗であり、マトリックス状の２次
元アレイを構成している。
本発明にかかるＩＪＪ装置、４２はそのＩＪＪ装置４１
が直列に接続された行配線、４３はその行の各ＩＪＪ装
置と交差する列配線、４４は電圧端子、４５は電流端
子、ＩA は直流電流源、Ｃはキャパシタ、Ｌはインダク
タンス、Ｒｅは放射抵抗であり、マトリックス状の２次
元アレイを構成している。
【００３３】図５に示すように、ＩＪＪ装置４１を直並
列に１０，０００個集積した平面回路を作製する。その
２次元のＩＪＪ装置アレイに直流電流源から直流電流を
供給すると、図６に示すような鋭い共振特性がみられ、
レーザー発振していることがわかる。すなわち、図７に
示すように、ΔＶはφ0 ｆ0 であり、電流を増加する
と、各列が左から順番に電圧発生、ｆ0 で共振してい
る。最大放射電力Ｐmax は、ここでは、Ｐmax ＝２ｍＡ
×０．８Ｖ＝１．６ｍＷ＝１．６×１０-3Ｗとなる。
列に１０，０００個集積した平面回路を作製する。その
２次元のＩＪＪ装置アレイに直流電流源から直流電流を
供給すると、図６に示すような鋭い共振特性がみられ、
レーザー発振していることがわかる。すなわち、図７に
示すように、ΔＶはφ0 ｆ0 であり、電流を増加する
と、各列が左から順番に電圧発生、ｆ0 で共振してい
る。最大放射電力Ｐmax は、ここでは、Ｐmax ＝２ｍＡ
×０．８Ｖ＝１．６ｍＷ＝１．６×１０-3Ｗとなる。
【００３４】この場合の周波数は、約４００ＧＨｚであ
り、出力電力は約１．６ｍＷ（１６Ｗ／ｃｍ2 ）であっ
た。その特徴は、ＩＪＪ装置が積層構造のため容易に１
０，０００個以上の集積化が可能であることであり、そ
の出力は、理論的には個数のＮ2 に比例する。実験結果
では６乗倍大となる。
り、出力電力は約１．６ｍＷ（１６Ｗ／ｃｍ2 ）であっ
た。その特徴は、ＩＪＪ装置が積層構造のため容易に１
０，０００個以上の集積化が可能であることであり、そ
の出力は、理論的には個数のＮ2 に比例する。実験結果
では６乗倍大となる。
【００３５】本発明によれば、固有ジョセフソン接合
（ＩＪＪ）装置（単結晶素子）を二次元アレイに並べる
集積回路とした。因みに、横幅は１５０μｍである。
（ＩＪＪ）装置（単結晶素子）を二次元アレイに並べる
集積回路とした。因みに、横幅は１５０μｍである。
【００３６】そして、テラヘルツ帯のアンテナとチョー
ク回路のついた１０，０００個以上の単結晶素子アレイ
が作製され、その結果、直流電流を注入するとテラヘル
ツ波発光超伝導レーザーとなることが明らかとなった。
ク回路のついた１０，０００個以上の単結晶素子アレイ
が作製され、その結果、直流電流を注入するとテラヘル
ツ波発光超伝導レーザーとなることが明らかとなった。
【００３７】本発明によれば、超伝導単結晶接合集積回
路技術により、テラヘルツ波用の連続波レーザー発振器
を構成することができる。
路技術により、テラヘルツ波用の連続波レーザー発振器
を構成することができる。
【００３８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００３９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、多数（１０，０００個以上）の固有ジョセフソ
ン素子とテラヘルツ帯のアンテナ、チョーク回路を搭載
した集積回路に直流電流を供給し、連続発振するミリ波
・サブミリ波レーザー光を生成されるテラヘルツ波発光
超伝導レーザー、つまり、連続発振ミリ波・サブミリ波
レーザーを実現できる。
よれば、多数（１０，０００個以上）の固有ジョセフソ
ン素子とテラヘルツ帯のアンテナ、チョーク回路を搭載
した集積回路に直流電流を供給し、連続発振するミリ波
・サブミリ波レーザー光を生成されるテラヘルツ波発光
超伝導レーザー、つまり、連続発振ミリ波・サブミリ波
レーザーを実現できる。
【図１】本発明にかかるＩＪＪ装置の両面加工工程を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明にかかる均一なＩｃを持つ両面加工した
ＩＪＪ装置の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性図である。
ＩＪＪ装置の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性図である。
【図３】本発明にかかるアンテナやｒｆチョーク回路と
共に集積化されたミリ波・サブミリ波受信機を示す図で
ある。
共に集積化されたミリ波・サブミリ波受信機を示す図で
ある。
【図４】本発明にかかる基板側から１．６Ｈｚのサブミ
リ波を照射したときのＩ−Ｖ特性図である。
リ波を照射したときのＩ−Ｖ特性図である。
【図５】本発明の実施例を示す高温超伝導体ＩＪＪを用
いて作製した連続波ＴＨｚ帯レーザーの構成図である。
いて作製した連続波ＴＨｚ帯レーザーの構成図である。
【図６】本発明の実施例を示す高温超伝導体ＩＪＪを用
いて作製した連続波ＴＨｚ帯レーザーの電流−電圧特性
図である。
いて作製した連続波ＴＨｚ帯レーザーの電流−電圧特性
図である。
【図７】図６のＩ−Ｖ特性の模式図である。
【図８】従来のＮｂジョセフソン接合アレイの構成図で
ある。
ある。
【図９】従来のＮｂジョセフソン接合アレイの電流−電
圧特性図である。
圧特性図である。
１１ 基板（例えば、シリコン基板）
１２ ＢＳＣＣＯ単結晶（ジョセフソン接合結晶）
１３ 第１のフォトレジスト
１４ 第１のイオンミリング
１５ 第２のフォトレジスト
１６ 第２のイオンミリング
１７ 裏返したＢＳＣＣＯ単結晶片
１８ 新たな基板
１９ 第３のフォトレジスト
２０ 第３のイオンミリング
２１，４１ ＩＪＪ装置
３０，４０ 基板（集積回路基板）
３１ アンテナ（ボータイアンテナ）
３２ ｒｆチョーク回路
３３ 照射されるサブミリ波
３４，４４ 電圧端子
３５，４５ 電流端子
４２ 行配線
４３ 列配線
ＩA 直流電流源
Ｃ キャパシタ
Ｌ インダクタンス
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Ｆターム(参考） 4M113 AA01 AA06 AA16 AA25 AC12
AD36 BC04 CA36
Claims (3)
- 【請求項１】（ａ）直流電流源と、（ｂ）該直流電流源
に接続されるとともに、テラヘルツ帯のアンテナとチョ
ーク回路が搭載された多数個の固有ジョセフソン接合装
置が直並列に接続される二次元アレイとを備え、（ｃ）
前記直流電流源から直流電流を注入することにより、連
続発振するミリ波・サブミリ波レーザー光を生成させる
固有ジョセフソン素子を含む集積回路による連続発振ミ
リ波・サブミリ波レーザー。 - 【請求項２】 請求項１記載の固有ジョセフソン素子を
含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザ
ーにおいて、前記多数個の固有ジョセフソン接合装置は
１０，０００個以上であることを特徴とする固有ジョセ
フソン素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブ
ミリ波レーザー。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の固有ジョセフソン
素子を含む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波
レーザーにおいて、前記チョーク回路は、ｒｆチョーク
回路であることを特徴とする固有ジョセフソン素子を含
む集積回路による連続発振ミリ波・サブミリ波レーザ
ー。
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