高温超伝導体エピタキシャル薄膜の作成と接合形成

高温超导体外延薄膜的创建和结形成

• 批准号: 01644505
• 负责人: 井口 家成
• 金额: $ 10.88万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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-01644505/
• 关键词: 酸化物高温超伝導薄膜; エピタキシャル成長; 薄膜トンネル接合; トンネル効果

1.反応性蒸着法によるYBaCuO薄膜の作成電子鏡が2つ,抵抗ヒ-タ-が1つの3つの蒸発源をもつ同時蒸着装置を用いて,YBaCuO薄膜の作成を行った。蒸発源にはY,Ba,Cuの金属を用い,装置に酸素ガスを導入しながら,SrTiO_3またMgOの基板上に薄膜を堆積した。良質な薄膜が得られる条件は,基板濃度,酸素ガス圧,蒸着レ-ト,rfプラズマの状態,アニ-ル時の酸素圧などに依存するが,実験の結果,最適条件は基板温度650℃,酸素ガス圧10^<-4>T_<orr>,蒸着レ-トが数Å/sec程度のときであり,そのとき薄膜のTcは最高92Kが得られている。またX線回折および走査型電子顕微鏡の観察の結果,薄膜のC軸配向は強く,ほぼエピタキシャル成長した薄膜になっていることが確かめられた。さらに蒸着中のrfプラズマの効果はほとんどないことも判明した。2.YBCO/MgO/YBCo積層膜の作成S-I-S薄膜トンネル接合を目指して,真空蒸着装置内に取り付けられたマスク合せ機構を用いることによつて,YBaCuO/MgO/YBaCuO多層膜の堆積を行なった。YBaCuO膜の厚さは150-200nm,MgO膜の厚さは15-30nmであった。その結果わかったことは,両方のYBaCuO膜を応650℃で蒸着すると,一方の膜の超伝導性がこわれてしまうこと,一方の膜を650℃で,他方の膜を600℃で蒸着した場合は共にTcが70k以上の超伝導となることである。すなわち単層膜の成長最適条件と多層膜のそれとは明らかに異なる。S-I-S接合が実現するためには上,下の2つのYBaCuO薄膜が超伝導になることのほかにしっかりした薄い絶縁バリヤを形成する必要がある。これについてMgO界面における拡散,表面の超伝導性の劣化など考えての研究が進行中である。

1. The steamed 応 sex laws に よ る YBaCuO thin film の made electronic が 2 つ lens, resist ヒ タ - 1 つ が の 3 つ の steamed 発 source を も つ also を steamed a device using い て, YBaCuO thin film の made を line っ た. Steamed 発 source に は Y, Ba and Cu の metal を い, device に acid element ガ ス を import し な が ら, SrTiO_3 ま た MgO style の substrate に film を accumulation し た. Good quality な film が must ら れ は る conditions, substrate concentration, acid element ガ ス 圧, steamed レ - ト, rf プ ラ ズ マ の state, ア ニ - ル の acid element 圧 な ど に dependent す る が, be 験 の as A result, the optimum conditions は substrate temperature 650 ℃, acid element ガ ス 圧 10 ^ < - > 4 T_ (ORR >, steamed レ - ト が several A/SEC degree の と き で あ り, Youdaoplaceholder0 そ と と が thin film <s:1> Tc られて up to 92Kが obtain られて る る る. ま た X-ray inflexion お よ び walkthrough type electronic 顕 micromirror の 観 examine の results, match to the strong は く film の C axis, ほ ぼ エ ピ タ キ シ ャ ル growth し た film に な っ て い る こ と が か indeed め ら れ た. In the process of さらに steaming, the results of the <s:1> rfプラズ プラズ <s:1>, the effect of the <s:1>, the ほとん ほとん, the な, the, the と, the と, and the judgment of the た. 2. YBCO/MgO style/YBCO の laminated membrane is made of S - I - S film ト ン ネ ル joint を refers し て, vacuum steaming に inside the device take り pay け ら れ た マ ス ク close せ institutions を with い る こ と に よ つ て, YBaCuO/MgO style / の YBaCuO multi-layer stacking line を な っ た. The <s:1> thickness of the YBaCuO film さ <s:1> is 150-200nm, and the <s:1> thickness of the MgO film さ is 15-30nmであった. そ の results わ か っ た こ と は, struck party の YBaCuO membrane を 応 650 ℃ で steamed す る と, one party の super 伝 の membrane conductivity が こ わ れ て し ま う こ と, one party の membrane を 650 ℃ で, fang の membrane を 600 ℃ で steamed し た occasions は に Tc が 70 k の super 伝 guide と な る こ と で あ る. The optimal conditions for the growth of すなわち単 multilayer film <e:1> と multilayer film <e:1> それと それと bright ら に に different なる. S - I - S joint が be presently す る た め に は, の under 2 つ の YBaCuO thin film が super 伝 guide に な る こ と の ほ か に し っ か り し た thin い never try バ リ ヤ を form す る necessary が あ る. The MgO interface is における拡 scattered, and the surface <s:1> super伝 conductivity <s:1> deterioration な is being conducted. The research on えて えて is ongoing である.

项目成果

M.Furuyama,I.Ighchi,K.Shirai,T.Kusumori,H.Ohtake,S.Tomura,M.Nasu: "In Situ Fabrication of Reproducible YBCO/Au Planar Tunnel Junctions with Artificial MgO Barrier" Jpn.J.Appl.Phys.29. No.3 (1990)

M.Furuyama,I.Ighchi,K.Shirai,T.Kusumori,H.Ohtake,S.Tomura,M.Nasu：“具有人工 MgO 屏障的可重复 YBCO/Au 平面隧道结的原位制造” Jpn.J.Appl

I.Iguchi: "Fabrication and Patterning of Bi(Pb)SrCaCuO Thin Films" Proc.Japan-China Oxide High T_c Superconductors Symposium,Tsukuba,1989. 130-134 (1989)

I.Iguchi：“Bi(Pb)SrCaCuO薄膜的制作和图案化”，日中氧化物高温超导研讨会，筑波，1989年。

I.Ighchi,M.Furuyama,T.Kusumori,K.Shirai,S.Tomura,M.Nasu,H.Ohtake: "Tunneling Characteristics of YBaCuO/MgO/Pb Planar Tunnel Junctions and Observation of Josephson Effect" Jpn.J.Appl.Phys.29. No.4 (1990)

I.Ighchi,M.Furuyama,T.Kusumori,K.Shirai,S.Tomura,M.Nasu,H.Ohtake：“YBaCuO/MgO/Pb平面隧道结的隧道特性和约瑟夫森效应的观察”Jpn.J。

M.Furuyama,I.Iguchi: "In-situ Growth of YBa_2Cu_3O_<7-x> Thin Films by Reactive Coevaporation Technique" Proc.2nd Workshop on High Temperature superconducting Electron Devices,Shikabe,1989. 105-108 (1989)

M.Furuyama，I.Iguchi：“通过反应共蒸发技术原位生长 YBa_2Cu_3O_<7-x> 薄膜”Proc.2nd 高温超导电子器件研讨会，Shikabe，1989。

Z.Wen,Y.Kanke,I.Ighchi: "Preparation and Properties of Bi(Pb)SrCaCuO Thin Films above 100K and Quantum Interference Effect" Proc.International Superconductivity Electronics Conference,Tohyo,1989. 109-112 (1989)

Z.Wen，Y.Kanke，I.Ighchi：“100K以上Bi(Pb)SrCaCuO薄膜的制备和性能及量子干涉效应”Proc.国际超导电子会议，Tohyo，1989。