帯溶融法による酸化物超伝薄膜の単結晶化と単一接合マイクロブリッジの作成

带状熔化法氧化物超导薄膜的单晶化及单结微桥的形成

• 批准号: 02226205
• 负责人: 奥山 克郎
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Yamagata 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-02226205/
• 关键词: 酸化物高温超伝導薄膜; 帯溶融法; 超伝導薄膜の単結晶化

本研究の目的は、基板上に成膜したアモルファスYBCOを、帯融法により単結晶化するプロセス技術を明らかにし、マイクロブリッジ型ジョセフソン素子への応用することである。本年度は、まず(1)ストイキオメトリックなアモリファスYBCO膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成するためのタ-ゲット組成の検討を行い、Y:Ba:Cu=1:2.7:3の組成が最適であることを明らかにした。 (2)MgO基板上に形成したアモルファスYBCO膜を赤外線集光による帯溶融装置を用いて、900〜1000℃、走引速度0.15〜0.6mm/min、酸素雰囲気中で帯溶融を行った。980℃の帯溶融により、アモルファスYBCO膜は多結晶膜となり、配向性もみられたが、半導体的でありTcエンドは50K以下であった。 (3)基板のMgOと0.3μmのYBCO膜の間に、200〜5000A^・のAg薄膜を中間層として挿入し、Ag中間層が帯溶融後のYBCO膜の結晶性と超伝導特性に与える効果を調べた。200〜1000A^・のAgの中間層がある場合、帯溶融温度が920℃においても、結晶粒は直径約2μmに成長し、Ag中間層の無い場合に比べ数倍であった。帯溶融温度を上昇させると、結晶粒の成長と、C軸配向が進み、980℃では直径10μm以上の板状結晶が得られた。帯溶融温度の上昇と共にTcも向上し,980℃ではTcオンセット90K,Tcエンド75Kとなった、Ag中間層の厚さを4800A^・とした時は、結晶粒も小さく、抵抗ゼロも得られなかった。以上より、Ag中間層は、帯溶融後のYBCOの特性改善に効果的であり、0.3μmのYBCO膜に対し、Ag500〜1000A^・が最適であることが分かった。 (4)今後は、YBCO膜を〜10μmの幅のスリットとして、帯溶融による単結晶化を試みる。

Purpose の this study は, substrate に film-forming し た ア モ ル フ ァ ス YBCO を, 帯 melt に よ り 単 crystallization す る プ ロ セ ス technology を Ming ら か に し, マ イ ク ロ ブ リ ッ ジ type ジ ョ セ フ ソ ン element child へ の 応 with す る こ と で あ る. This year は, ま ず (1) ス ト イ キ オ メ ト リ ッ ク な ア モ リ フ ァ ス YBCO film を DC マ グ ネ ト ロ ン ス パ ッ タ method に よ り form す る た め の タ - ゲ ッ ト composition の beg を 検 い, Y: Ba: Cu = 1:2. 7:3 of の が optimum で あ る こ と を Ming ら か に し た. (2) the MgO style substrate に form し た ア モ ル フ ァ ス YBCO film を red outside light に よ る 帯 を melt device with い て, 900 ~ 1000 ℃, walking speed is 0.15 ~ 0.6 mm/min, acid element 雰 囲 気 in で 帯 melt line を っ た. 980 ℃ の 帯 melt に よ り, ア モ ル フ ァ ス YBCO film は more crystalline film と な り, tropism も み ら れ た が, semiconductor で あ り Tc エ ン ド は below 50 k で あ っ た. (3) substrate の MgO style と 0.3 mu m の YBCO film の に, between 200 ~ 5000 a ^ · の Ag film を middle-tier と し て scions into し, Ag middle-tier が 帯 melt after の YBCO film の crystalline と super 伝 guide features に and え る unseen fruit を adjustable べ た. , 200 ~ 1000 a ^ の Ag の middle-tier が あ る occasions, 帯 が melt temperature of 920 ℃ に お い て も, crystals は diameter of about 2 mu m に growth し, Ag middle-tier の several times without に い occasion than べ で あ っ た. 帯 melt temperature rising を さ せ る と, crystals grow の と, C axis to が into み, 980 ℃ で は more than 10 microns in diameter の tabular crystal が must ら れ た. 帯 melt temperature rising の と に Tc も し upwards, 980 ℃ で は Tc オ ン セ ッ ト 90 k, the Tc エ ン ド 75 k と な っ た, Ag middle-tier の thick さ を 4800 a ^ · と し た は, small crystals も さ く, resistance ゼ ロ も must ら れ な か っ た. Above よ り, Ag layer は, 帯 melt after の YBCO の characteristics improve に unseen fruited で あ り, 0.3 mu m の YBCO film に し seaborne, Ag500 ~ 1000 a, ^ が, optimal で あ る こ と が points か っ た. (4) In the future, みる and YBCO films with a <s:1> amplitude of を to 10μm スリットと て and band dissolution による単 crystallization を tests みる.

项目成果

K.Okuyama,S.Ohshima,H.Uenishi: "Recrystallization of YBCO thin films by zoneーmelting technique" Jpn.J.Appl.Phys.

K.Okuyama、S.Ohshima、H.Uenishi：“通过区域熔化技术实现 YBCO 薄膜的再结晶” Jpn.J.Appl.Phys。

S.Ohshima,K.Okuyama: "Effect of Staring materials and preparation conditions on superconducting properties of Ba_2YCu_3O_<7->δ compounds" Jpn.J.Appl.Phys.29. 1054-1058 (1990)

S.Ohshima，K.Okuyama：“起始材料和制备条件对Ba_2YCu_3O_<7->δ化合物超导性能的影响”Jpn.J.Appl.Phys.29（1990）。