高温超伝導薄膜の構造と基礎特性

高温超导薄膜的结构和基本性能

• 批准号: 01644006
• 负责人: 藤田 敏三
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Hiroshima 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: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01644006/
• 关键词: 酸化物超伝導膜; プラズマ放電酸化; メスバウアスペクトル; スパッタ法; 磁化曲線; STM; STS

本研究のねらいは、新超伝導エレクトロニクスの基礎となると期待される酸化物高温超伝導膜の作成とその物性評価である。本年度は、まずYBa_2Cu_3O_7のスパッタ膜の酸化条件をプラズマ放電によって制御し、超伝導性を調べた。とりわけ、超伝導性の経時変化を詳細に調べた結果、プラズマ処理を行った膜は、少くとも3ケ月は特性に大きな変化が認められなかった。なお、YBa_2Cu_3O_7の1部をFeで置換した試料におけるメスバウアスペクトルの解釈をめぐって多くの説があったが、同一試料で酸化度を変えたときのスペクトルの変化に着目した新しいスペクトル分解法を発案し、解釈の基本となる正しいデータ処理方法を確立した。(裏面の第1,3,5論文)スパッタ法によるBi-Sr-Ca-Cu-Oの高配向度膜作成に関する基礎データを蓄積した。これまでに、as-deposit膜で50K,熱処理後で80Kを越す臨界温度Tcをもつ膜(2-2-1-2相)の作成に成功している。熱処理後の膜については、常伝導状態の電気抵抗・ホール効果など輸送係数の温度依存性を解析し、電子状態についての知見を得るとともに、超伝導状態のおける磁化特性をSQUIDで測定し、薄膜中の磁束の振舞を調べた。Bi-Sr-Ca-Cu-O膜の磁化のデータは他にほとんどなく、注目されている。現在、磁化曲線と膜の構造や表面状態との関連を明らかにする研究を進めている。(裏面の第4論文)表面状態の研究には、走査電子顕微鏡像の観察を行うとともに、走査トンネル顕微鏡(STM)による観察を試みている。すでに室温でBi-Sr-Ca-Cu-OのBi-O面の原子像の観測には成功しているが、低温の超伝導状態での原子像とI-V特性の空間依存性(STS)の観測を目指して装置の改造中である。後者については、未だ成功例の報告がなく困難な技術を含んでいるが、見透しは明るい。(裏面の第6論文)

This study の ね ら い は, new super 伝 guide エ レ ク ト ロ ニ ク ス の based と な る と expect さ れ る acidification content high temperature super 伝 guide film の made と そ の property evaluation 価 で あ る. This year は, ま ず YBa_2Cu_3O_7 の ス パ ッ タ membrane の acidification condition を プ ラ ズ マ discharge に よ っ て suppression し, super 伝 conductivity を adjustable べ た. と り わ け, super 伝 conductivity の 経 when - the detailed に を adjustable べ た results, プ ラ ズ マ 処 Richard を line っ た membrane は, less く と も ケ 3 months は features large に き な variations change が recognize め ら れ な か っ た. な お, YBa_2Cu_3O_7 の one を Fe で replacement し た sample に お け る メ ス バ ウ ア ス ペ ク ト ル の solution 釈 を め ぐ っ て more く の said が あ っ た が, try the same material で acidification を - え た と き の ス ペ ク ト ル の variations change に with mesh し た new し い ス ペ ク ト ル decomposition method を し 発 case, solution 釈 の basic と な る is し い デ ー タ 処 Method を establishes た. (inside の,3,5 paper 1) ス パ ッ タ method に よ る Bi - Sr - Ca - Cu - O の with high dimensions membrane made に masato す る based デ ー タ を accumulation し た. こ れ ま で に, the as - deposit film で 50 k, hot 処 reason after 80 k を で す more critical temperature Tc を も つ membrane (2-2-1) の made に successful し て い る. Hot 処 の film after Richard に つ い て は, often 気 の 伝 guide state electricity resistance ホ ー ル unseen fruit な ど transmission coefficient の temperature dependency を parsing し, electronic state に つ い て の knowledge を have る と と も に, super 伝 guide state の お け る magnetization characteristic SQUID を で の in し, film magnetic vibration の dance を beam tuning べ た. The Bi-Sr-Ca-Cu-O film is <s:1> magnetized and <s:1> デ タ タ タ he にほとん <s:1> なく, and attention is paid to されて る る る. Now, the magnetization curve や の と membrane structure surface state と の masato even を Ming ら か に す を る research into め て い る. (inside の paper 4) surface state の research に は, walkthroughs electronic 顕 micro mirror の 観 examine を line う と と も に, walkthroughs ト ン ネ ル 顕 micro mirror (STM) に よ る 観 examine を try み て い る. で す で に room temperature Bi - Sr - Ca - Cu - O の Bi - O surface の atoms like の 観 measuring に は successful し て い る が, low-temperature の 伝 guide state で の atoms as と I - V features の spatial dependence (STS) の 観 を measurement refers し て in plant の で あ る. The latter に つ い て は, not の だ successful cases reported が な く difficult を な technology including ん で い る が, see through し は Ming る い. (The 6th paper is attached inside)

项目成果

T.Nojima,T.Fujita: "Transport Properties of Bi-Sr-Ca-O Films" Extended Abstract of the 2nd International Workshop on High Temperature Superconducting Devices. 161-165 (1989)

T.Nojima、T.Fujita：“Bi-Sr-Ca-O 薄膜的传输特性”第二届高温超导器件国际研讨会的扩展摘要。

T.Suzuki,T.Fujita: "Anomalous Change in Crystalline Structure of(La_<1-x>Ba_x)_2CuO_<4ーδ>" Journal of Physical Spciety of Japan. 58. 1883-1886 (1989)

T.Suzuki,T.Fujita：“(La_<1-x>Ba_x)_2CuO_<4-δ>晶体结构的异常变化”日本物理学会杂志 58。1883-1886 (1989)

T.Tamaki,M.Nishizawa,A.Ito,T.Fujita: "New Method for Accurate Analysis of Mossbauer Spectra of YBa_2(Cu_<1-x>Fe_x)_3O_<7-δ>" Physica C. C162-164. 987-988 (1989)

T. Tamaki、M. Nishizawa、A. Ito、T. Fujita：“精确分析 YBa_2(Cu_<1-x>Fe_x)_3O_<7-δ> 穆斯堡尔谱的新方法”Physica C. C. C162-164。 987-988 (1989)

T.Endo,H.Yamada,T.Sumomogi,K.Kuwahara,T.Fujita,S.Morita: "Characterizations of Newly Developed STM/STS at Low Temperatures" Journal of Vacuum Sciece & Technology. (1990)

T.Endo,H.Yamada,T.Sumomogi,K.Kuwahara,T.Fujita,S.Morita：“低温下新开发的 STM/STS 的特性”真空科学杂志

T.Nojima,S.Awaji,Y.Maeno,T.Fujita: "Effect of Plasma Oxidation on Transport Properties of Sputtered Y-Ba-Cu-O Films" Modern Physics Letters. B3. 87-92 (1989)

T.Nojima、S.Awaji、Y.Maeno、T.Fujita：“等离子体氧化对溅射 Y-Ba-Cu-O 薄膜传输特性的影响”现代物理快报。