高温超伝導体単結晶薄膜の育成と超伝導電子素子応用に関する基礎研究

高温超导单晶薄膜生长基础研究及超导电子器件应用

• 批准号: 02226202
• 负责人: 大矢 銀一郎
• 金额: $ 6.34万
• 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02226202/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 薄膜; スパッタリング; エピタクシャル成長; 臨界電流密度; 点接触ジョセフソン接合; シャピロ・ステップ; 超伝導デバイス技術

本研究は、酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<7ーδ>のデバイス応用を目指し、その基礎研究として、高品質エピタクシャル薄膜の成長とその特性評価・解明ならびにデバイス化技術の開発研究が目的である。本年度の成果の概要は以下のようである。1.YBa_2Cu_3O_<7ーδ>薄膜のエピタクシャル成長に関する研究。対向タ-ゲット式rfスパッタ法を用いてYBa_2Cu_3O_<7ーδ>薄膜のエピタクシャル成長を行った。この成長時に、四重極型質量分析計(QMS)を用いて、基板へ入射してくる酸素ガスを分析し、これを基に、YBa_2Cu_3O_<7ーδ>薄膜の酸化とエピタクシャル成長を促進する、基板近傍での酸素のイオン化過程を明らかにした。さらに、成膜時に、基板に電圧を印加することで、この過程を制御し、これにより、薄膜のエピタクシャル成長の制御に成功した。2.マグネトロンスパッタ法によるY系超伝導薄膜の高電流密度化の研究。単一タ-ゲットを用いたdcマグネトロンスパッタ方式により、Y系酸化物超伝導体の高臨界電流密度をもつ薄膜の最適製作条件を求めた。その結果、これは高転移温度をもつ薄膜を製作する条件で実現されることが分かった。高配向膜の臨界電流密度は極めて大きな異方性をもち、特に、液体窒素温度領域では、それはC軸に平行に印加した磁場に強く依存した。3.Nb/YBCO点接触ジョセフソン接合のサブミリ波応答に関する研究。Nb/YBCO点接触接合を構成し、これにサブミリ波を印加し、その応答を調べた。525GHzの電磁波に対し、シャピロ・ステップおよびそのパワ-依存性を測定できた。このパワ-依存性は従来の低温超伝導体マイクロブリッジによるものと類似であった。また、1.287THzの電磁波に対し、1次のシャピロ・ステップも観測できた。

The purpose of this study is to provide basic research, evaluation of growth and characterization of high quality YBa_2Cu_3O_<7-δ> thin films, and research on the development of high temperature superconducting YBa_2Cu_3O_<7-δ> thin films. A summary of the results for the year is as follows: 1. Study on the growth of YBa_2Cu_3O_<7-δ> thin films. The growth of YBa_2Cu_3O_<7-δ> thin films was studied by means of the method of rf polarization. During the growth process, quadrupole mass spectrometer (QMS) was used to analyze the growth of YBa_2Cu_3O_<7-δ> thin films, and the acidification and growth of YBa_2Cu_3O_<7-δ> thin films were promoted. During film formation, the substrate voltage is controlled, and the film growth is controlled successfully. 2. Study on high current density of Y-based superconducting thin films based on the method of polymer synthesis. The optimum conditions for the preparation of high critical current density Y-series superconductors are obtained. As a result, the conditions for the production of thin films with high temperature shift are as follows: The critical current density of high alignment films depends on the magnetic field intensity in the temperature domain of the liquid phase. 3. The study of Nb/YBCO point contact solution bonding. Nb/YBCO point-contact bonding is composed of two parts: 525GHz electromagnetic wave detection and measurement The dependence of the temperature on the temperature of the conductor. 1.287 THz electromagnetic wave detection, 1 time

项目成果

大矢 銀一郎: "超電導デバイスの最近における技術動向 ー酸化物超電導体材料ー" 電気学会, 45 (1991)

Ginichiro Oya：“超导器件的最新技术趋势-氧化物超导材料-”日本电气工程师学会，45（1991）

Ginーichiro Oya: "TunnelingーLike Conduction through the (BiO)_2 Layer in Superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_8" Physica C. (1991)

Ginichiro Oya：“超导 Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 中通过 (BiO)_2 层的类隧道传导”Physica C. (1991)

Ginーichiro Oya: "The Influence of UV Irradiation on the Crystallinity of SputterーDeposited YBa_2Cu_3O_<7ーδ> Films" Japanese Journal of Applied Physics. (1991)

Ginichiro Oya：“紫外线照射对溅射沉积 YBa_2Cu_3O_<7－δ> 薄膜结晶度的影响”，《日本应用物理学杂志》（1991 年）。

Syozo Imai: "SubmillimeterーWave Response of NbーYBaCuO PointーContact Josephson Junctions Using YBaCuO Thin Films Prepared by CVD" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1778-L1780 (1990)

Syozo Imai：“亚毫米波响应 Nb－YBaCuO 点－使用 CVD 制备的 YBaCuO 薄膜的接触约瑟夫森结”，日本应用物理杂志 29。L1778-L1780 (1990)。

菅原 伸浩: "高温超伝導体ジョセフソン接合のサブミリ波応答" 信学技報. SCE90ー2. 7-12 (1990)

Nobuhiro Sukawara：“高温超导体约瑟夫森结的亚毫米波响应”IEICE 技术报告。SCE90-2 (1990)。