Si上のZrO_2膜上のasーgrown高温超伝導膜の形成と超伝導素子への応用

Si基ZrO_2薄膜高温超导薄膜的形成及其在超导器件中的应用

• 批准号: 01644523
• 负责人: 大坂 之雄
• 金额: $ 1.6万
• 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-01644523/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 超伝導素子; 超伝導膜

単結晶Si上に、バッファ-層としてZrO_2およびYSZを、エピタキシャル成長し、その上にBa-Y-Cu-O系高温超伝導薄膜を熱処理を行うことなく形成した。この膜のTcは、84Kであり、70Kでの臨界電流密度は、10^4A/cm^2であった。この膜の超伝導素子への応用として、SrのVLSIの素子分高技術に用いられるトレンチ技術を用いて、深さ約3μmの溝でパタ-ニングされたSi表面上に、マイクロブリッヂ素子を形成した。加工精度は、約0.8μmで、幅(8〜2)μm、長さ2μmの素子を形成した。この素子の臨界電流密度は、バルクの値と一致し、この素子は、粒界に無関係なジョセフソン効果を示すことが確認された。また、マイクロ波により、ジョセフソン効果に特有なシャピロステップ特性がI-V特性に生じた。素子のI-V特性および渦子運動領域でのダイナミック抵抗は、Aslamazouとdarkinによる理論的予言と定性的に一致する。素子の幅が、磁場侵入距離よりも長いことで上記理論を修正して、実験を解析した。次に、超伝導膜の品質向上に関しては、バッファ-層としてY_2O_3/YSZを用いた。この場合のBa-Y-Cu-O膜は、イオンビ-ム・チャネリングによるランダムと整列方向のYieed比が、約4%と優れた結晶性を示す。また、77Kでの臨界電流密度は、5×10^5A/cm^2と向上した。今後の課題として、上記マイクロブリッヂを組合して、高感度SQUID素子の形成を試みる。また、マイクロブリッヂ素子の超伝導電流のゲ-ト制御による超伝導トランジスタ素子形成を試みる。

Ba-Y-Cu-O high temperature superconducting thin films are formed by heat treatment on the crystalline Si layer and ZrO_2 layer. The critical current density of the film is 10^4A/cm^2 at 84K and 70K. The film's superconductors are formed on the Si surface by using high technology and deep trenches of about 3μm. The machining accuracy is about 0.8μm, the amplitude is (8 ~ 2)μm, and the length is 2μm. The critical current density of the element is consistent with the value of the element, and the element is independent of the boundary. The I-V characteristic is generated by the characteristic of the wave. I-V characteristics of prime particles and vortex motion domain are predicted and qualitatively consistent with Aslamazou and darkin theory. The amplitude of the element and the distance of the magnetic field intrusion are corrected and analyzed. Second, the quality of the superconducting film is related to the use of Y_2O_3/YSZ. In this case, the Ba-Y-Cu-O film exhibits excellent crystallinity of about 4% in the alignment direction. The critical current density at 77K is 5×10^5A/cm^2. In the future, we will try our best to combine high sensitivity SQUID elements. A study on the formation of superconductors in the formation of superconductors

项目成果

H.Myoren: "As-grown preparation and applications on epitaxial Ba_2YCu_3Ox their films sputtorod on epitaxial ZrO_2/Si" SPIE Proc."Processing of films for high Tc superconductor". TF2-4. 429-432 (1989)

H.Myoren：“在外延 ZrO_2/Si 上外延 Ba_2YCu_3Ox 薄膜的生长制备和应用”SPIE Proc.“高 Tc 超导体薄膜的处理”。

H.Myoren: "Epitaxial and as-grown Preparation of Ba_2YCu_3Ox their films with epitaxially grown ZrO_2 as a butter layer" SPIE Proc.(1990)

H.Myoren：“Ba_2YCu_3Ox 薄膜的外延和生长制备，外延生长的 ZrO_2 作为黄油层”SPIE Proc.(1990)

H.Myoren: "The Possibility of microbridge junctions with high-Tc superconducting oxide thin films on Si" Extended Abstracts of 6th Int.Workshop on FED. PD08. 209-212 (1989)

H.Myoren：“硅上高温超导氧化物薄膜微桥结的可能性”第六届 FED 国际研讨会扩展摘要。

H.Myoren: "Josephsnr effect in wide superconducting bridges made by epitaxial Ba_2YCu_3Ox" Jpn.J.Appl.Php,. 28. L2213-L2215 (1989)

H.Myoren：“外延 Ba_2YCu_3Ox 制成的宽超导桥中的约瑟夫效应”Jpn.J.Appl.Php，。