酸化物高温超伝導体固有の超格子構造から発現する電子現象の解明と機能化に関する研究

氧化物高温超导体特有的超晶格结构所产生的电子现象的阐明和功能化研究

• 批准号: 05224213
• 负责人: 大矢 銀一郎
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05224213/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; (Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y; 単結晶; 超格子構造; ジョセフソントンネル接合; 変調構造; 磁束量子; 位相ロック

本研究は、銅酸化物系高温超伝導体の超伝導発現を担う金属的CuO_2層とこれを分離する非金属的ブロック層の交互の積層による自然超格子構造とこれに基づく異方的電気磁気的特性に着目し、これに起因する高温超伝導体固有の新しい電子現象の探索・究明と、その機能化(デバイスへの応用)を図ることが目的である。本年度は、(Bi,pb)_2Sr_2CaCu_2O_y結晶(T_c〜80K)固有のジョセフソン接合的振舞を明確にすると共に、そのデバイス化への道を拓くべく、種々のPb組成の結晶を成長し、その結晶構造を調べ、c軸方向のジョセフソン接合特性についてマイクロ波応答特性を測定し検討を行った。得られた結果は以下のようにまとめられる。1.(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y(0≦x≦0.5)単結晶を溶融法により成長し、x=0のとき、最大約15×12×0.6mm^3の結晶を成長することに成功した。結晶のサイズはPb仕込量の増加とともに減少した。Bi_2Sr_2CaCu_2O_yのもつ変調構造は0≦x<〜0.3の結晶において保持され、〜0.3≦xの結晶では消失した。2.同結晶のc軸方向の電流-電圧特性は、xの如何にかかわらず分枝を伴うヒステリシス特性を示し、いずれの結晶もc軸方向に多数のジョセフソントンネル接合が直列構成されていることを確認した。3.Bi_2Sr_2CaCu_2O_y結晶に8-10GHzのマイクロ波を照射し,その応答を調べた。マイクロ波電力が比較的低いとき、電流-電圧特性上に交流ジョセフソン効果による定電圧ステップが誘起され、結晶中の約100個のジョセフソン接合に位相ロックが生じた。一方、マイクロ波電力が比較的大きいとき、結晶ジョセフソン接合内に磁束量子が導入され、その運動と電磁波とによる同期現象が発生することを見出した。

This study は acidification, copper content is high temperature super 伝 conductor の super 伝 guide 発 を now bear う metal layer CuO_2 と こ れ を separation す る non-metallic ブ ロ ッ ク の interactive の product layer に よ る natural superlattice structure と こ れ に base づ く of different characteristics of the electric 気 magnetic 気 に mesh し, こ れ に cause す る inherent の new high temperature super 伝 conductor し い electronic phenomenon の exploration in Ming と, Youdaoplaceholder0 そ functionalization (for デバ スへ スへ 応 応)を graph る とが とが purpose である. は this year, Bi, pb) _2Sr_2CaCu_2O_y crystallization (T_c ~ 80 k) inherent の ジ ョ セ フ ソ ン joint vibration dance を clear に す る と に, そ の デ バ イ ス change へ の way を billiton く べ く, kind of 々 の crystallization of pb の を growth し, そ の crystal structure を べ, c axis の ジ ョ セ フ ソ ン joint features に つ The characteristics of the 応 wave of て are を determined by を. The result is られた. The following is ようにまとめられる. 1. (Bi_ < 1 - x > Pb_x) _2Sr_2CaCu_2O_y crystallization (0 ≦ ≦ 0.5 x) 単 を melt method に よ り growth し, x = 0 の と き, most about 15 * 12 * 0.6 mm ^ 3 の crystallization を growth す る こ と に successful し た. The amount of crystallization <s:1> サ ズ ズ <s:1> PPB 込 increases とと とと に に decreases <s:1> た. Bi_2Sr_2CaCu_2O_y の も つ - adjustable structure は ≦ x < 0 ~ 0.3 の crystallization に お い て keep さ れ, ~ 0.3 ≦ x の crystallization で は disappear し た. 2. の c axis with crystallization の current - electric 圧 characteristic は, x の how に か か わ ら を ず branches with う ヒ ス テ リ シ ス features を し, い ず れ の crystallization も c axis に most の ジ ョ セ フ ソ ン ト ン ネ ル joint が inline constitute さ れ て い る こ と を confirm し た. 3.Bi_2Sr_2CaCu_2O_y crystallization に8-10 GHZ <s:1> ロ ロ wave を irradiation を,そ <s:1> 応 応 answer を modulation べた. マ イ ク ロ wave power が compare low い と き, current - electric 圧 characteristic に communication ジ ョ セ フ ソ ン unseen fruit に よ る definite 圧 ス テ ッ プ が induced さ れ, crystallization of about 100 の の ジ ョ セ フ ソ ン joint に phase ロ ッ ク が raw じ た. Side, マ イ ク ロ wave power が compare big き い と き, crystallization ジ ョ セ フ ソ ン に magnetic beam within the joint quantum が import さ れ, そ の movement と electromagnetic と に よ る period phenomenon が 発 raw す る こ と を shows し た.

项目成果

Akinobu Irie: "Current-voltage characteristics of Nb/(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_x/Nb point contact junctions" Proceedings of 5th International Symposium on Superconductivity. 5. 85-88 (1993)

Akinobu Irie：“Nb/(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_x/Nb点接触结的电流-电压特性”第五届国际超导研讨会论文集。

Chien Chen Diao: "The improvement of compositional distribution in depth and surface morphology of YBa_2Cu_3O_7-δ/SrTiO_x multilayers" IEICE Transactions on Electronics. E77-C(発表予定). (1994)

Chien Chen Diao：“YBa_2Cu_3O_7-δ/SrTiO_x 多层的成分分布的改善”，IEICE Transactions on Electronics（即将出版）。

榊原雅行: "自己フラックス法による(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y結晶のジョセフソン接合的振舞い" 電子情報通信学会論文誌. J76-C-II. 391-397 (1993)

Masayuki Sakakibara：“通过自熔法研究 (Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y 晶体的约瑟夫森结行为”，IEICE Transactions J76-C-II 391-397 (1993)。

Akinobu Irie: "Growth and tunneling properties of (Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y single crystals" IEICE Transactions on Electronics. E77-C(発表予定). (1994)

Akinobu Irie：“(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y 单晶的生长和隧道特性”IEICE Transactions on Electronics（即将出版）。

Shun-ichi Nakai: "Polarized Cu L absorption of Bi_2Sr_2Ca_<1-x>Y_xCu_2O_8 (x=0.0,0.6)" Japanese Journal of Applied Physics. 32 Suppl.602-604 (1993)

Shun-ichi Nakai：“Bi_2Sr_2Ca_<1-x>Y_xCu_2O_8 (x=0.0,0.6) 的极化 Cu L 吸收”，日本应用物理学杂志。