表面バリア制御を利用した超伝導ダイオード基盤技術の開発

本研究では、超伝導ダイオードを創出し整流効果の起源である表面バリアを制御することを目的とする。背景として抜本的な省エネルギーを実現する超伝導電力機器の開発に向けて低消費電力で整流動作する超伝導ダイオードの開発が期待される。その軸として、申請者らが開発した超伝導ダイオード特性について、整流効果の起源である表面バリアを制御することでダイオード特性を向上する。本年度は、近接効果による表面バリア制御による超伝導ダイオード特性の向上を行なった。磁場中における超伝導薄膜表面の表面バリアに注目し、パルスレーザー蒸着における酸素分圧やレーザーエネルギー密度を変化させて配向層付き金属基板上のYBCO薄膜の作製を行い、臨界電流の非対称性の変化を評価した。また、スパッタリングを用いて10-1000 nm膜厚の金属蒸着を行い、超伝導-金属2層構造を作製し、その超伝導ダイオード特性を評価した。金属薄膜の成膜によって、臨界電流非対称性は正に変化した。これは、超伝導-金属薄膜界面における表面バリアが増強されたことを示唆している。

本研究では、超伝導ダイオードを創出し整流効果の起源である表面バリアを制御することを目的とする。背景として抜本的な省エネルギーを実現する超伝導電力機器の開発に向けて低消費電力で整流動作する超伝導ダイオードの開発が期待される。その軸として、申請者らが開発した超伝導ダイオード特性について、整流効果の起源である表面バリアを制御することでダイオード特性を向上する。本年度は、近接効果による表面バリア制御による超伝導ダイオード特性の向上を行なった。磁場中における超伝導薄膜表面の表面バリアに注目し、パルスレーザー蒸着における酸素分圧やレーザーエネルギー密度を変化させて配向層付き金属基板上のYBCO薄膜の作製を行い、臨界電流の非対称性の変化を評価した。また、スパッタリングを用いて10-1000 nm膜厚の金属蒸着を行い、超伝導-金属2層構造を作製し、その超伝導ダイオード特性を評価した。金属薄膜の成膜によって、臨界電流非対称性は正に変化した。これは、超伝導-金属薄膜界面における表面バリアが増強されたことを示唆している。