シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
超伝導デバイス特論 | ||
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| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Advanced Superconducting Electronic Devices | ||
| 科目番号 /Code |
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| 開講年度 /Academic year |
2024年度 | 開講年次 /Year offered |
全学年 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
後学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
博士前期課程、博士後期課程 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ | ||
| 開講類・専攻 /Cluster/Department |
基盤理工学専攻 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
島田 宏 | ||
| 居室 /Office |
東6-408 | ||
| 公開E-mail |
hiroshi.shimada@uec.ac.jp | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
ihano.pc.uec.ac.jp | ||
| 更新日 /Last update |
2024/04/04 14:32:12 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標（2,000文字以内） /Themes and goals（up to 2,000 letters） |
超伝導現象と超伝導デバイスの特徴，および，そのデバイスを使った超伝導電子回路の取り扱いについて述べる。超伝導体の性質とその応用、ジョセフソン効果とそれを利用したデバイス特徴を理解し，簡単なモデル計算が可能になることを目標とする。 Superconducting phenomena and their device applications are discussed. Properties of superconductivity and superconductive electronic devices should be understood. Simple circuit models should be analytically or numerically calculated. |
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| 前もって履修 しておくべき科目（1,000文字以内） /Prerequisites（up to 1,000 letters） |
なし none |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目（1,000文字以内） /Recommended prerequisites and preparation（up to 1,000 letters） |
電子工学プログラムの連携専門科目 Classes prepared for the electronic engineering program in the previous terms. |
| 教科書等（1,000文字以内） /Course textbooks and materials（up to 1,000 letters） |
C. Kittel 「Introduction to Solid State Physics」 Wiley T. Van Duzer and C. W. Turner 「Principles of Superconductive Devices and Circuits (2nd Ed.)」 Prentice Hall M. Tinkham「Introduction to Superconductivity (2nd Ed.)」 McGraw-Hill |
| 授業内容と その進め方（2,000文字以内） /Course outline and weekly schedule（up to 2,000 letters） |
「英語タイプ Bb により講義を実施」 超伝導現象のエレクトロニクス応用には微小磁束を検出する超伝導量子干渉計，国家標準である電圧標準，宇宙空間から到来する電波やＸ線等の電磁波の検出，単一磁束量子を情報担体とする演算素子，量子ビット等がある。超伝導現象とこれらの超伝導デバイスについて講義する。 English Type Bb Electronics applications of superconductivity include SQUID (superconducting quantum interference device) magnetometers, voltage standards, detectors of microwaves and X-rays, digital circuits based on single-flux-quantum information carriers, quantum bits. 第1回 Introduction 第2回 History and practical applications of superconductivity and superconducting electronics 第3回 Experimental Survey 第4回 Theoretical Survey (1) ・London Equation ・Ginzburg-Landau Equation 第5回 Theoretical Survey (2) ・Bardeen-Cooper-Schriefer Theory 第6回 Josephson Junctions (1) ・Pair Tunneling ・Wave Equation for a Josephson Tunnel Junction 第7回 Josephson Junctions (2) ・Dependence of Maximum Zero-Voltage Current on Magnetic Field 第8回 Josephson Junctions (3) ・Circuit Models of Josephson Junctions 第9回 Josephson Junctions (4) ・Static I-V Characteristics with a dc Source ・Analogs of Small-Area Josephson Junctions 第10回 Josephson Junctions (5) ・RF Effects in Josephson Junctions 第11回 Electronics Applications (1) ・Josephson Direct Detection and Mixing ・Quasiparticle Detection and Mixing in SIS Junctions ・Bolometric Detectors and Mixers 第12回 Electronics Applications (2) ・One-Junction SQUID ・Multi-Junction SQUID ・dc SQUID Magnetmeters 第13回 Electronics Applications (3) ・Single-Flux-Quantum Digital Circuits 第14回 Electronics Applications (4) ・Josephson Voltage Standard 第15回 Exam and commentary |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等）（1,000文字以内） /Preparation and review outside class（up to 1,000 letters） |
復習については，ノートや配布資料を見なおすとともに，宿題課題に丁寧に取り組むこと。 Review your notes and delivered materials. Challenge homework as much as possible. |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） （1,000文字以内） /Evaluation and grading （up to 1,000 letters） |
小テストや宿題（５０％）と試験（５０％）により評価する。 全般的には半導体デバイスと比較した超伝導デバイスの特徴を理解していることであり、換言すれば超伝導体の性質とその応用、ジョセフソン効果とそれを利用したデバイスの特徴の理解が必要となる。 超伝導の特徴を正しく説明できること，ジョセフソン効果の特徴を正しく説明できること。それらを使った基本的な超伝導デバイスの特徴と動作を説明できること等が最低到達基準となる。 Evaluation will be made using the homework (50%) and exam (50%). Characteristics and applications of superconductivity and the Josephson effects should be understood. It is required for the student to be able to explain the features of superconductivity, Josephson effect and basic superconductive devices. |
| オフィスアワー： 授業相談（1,000文字以内） /Office hours（up to 1,000 letters） |
あらかじめ連絡をお願いします。都合がよい時間帯に随時授業相談に乗ります。 Please make an appointment in advance. |
| 学生へのメッセージ（1,000文字以内） /Message for students（up to 1,000 letters） |
超伝導現象ではマクロな量子効果が現れる。その性質を生かすことで、他材料を凌駕する性能のデバイスを実現することができる。 Macroscopic quantum effects are available in superconductivity. They realize several kinds of electron devices with special features. |
| その他 /Others |
本年度の講義は、対面で講義を行う予定です。 This year, the lecture is given in person. |
| キーワード /Keywords |
超伝導、ジョセフソン効果、量子干渉、トンネリング現象、低温 Superconductivity, Josephson effects, quantum interference, tunneling phenomena, low temperature |