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酸化物超伝導体を用いた電荷量子三端子素子の研究

氧化物超导体电荷量子三端器件研究

基本信息

批准号：
02226214
负责人：
菅原昌敬
金额：
$ 4.22万
依托单位：
Yokohama National 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

项目摘要

非常に微小な超伝導接合で生じると考えられるジョセフソン効果と双対な電荷量子効果を利用して、超伝導三端子素子を実現することが本研究の目的である。前年度までの研究では、金属微粒子超伝導体を用いた電界効果トランジスタ型の試料を作製し、微粒子接合の電界効果の基礎特性を明らかにした。これらの素子をBi系酸化物超伝導体を用いて実現すべく、現在研究を続けている。Bi系酸化物超伝導体薄膜はマグネトロンスパッタ法により成膜した。得られた膜はc軸配向した低T_O相の多結晶膜である。膜厚が数百A^^ﾟ以上の場合、これらの膜はasーgrownでT_<oend>〜60Kの超伝導特性を示した。これらの膜について、まず超伝導転移特性を調べた。その結果、超伝導特性を示す膜の転移特性は、磁束量子に対するコスタリルッツーサウレス効果に支配され、膜がジョセフソン接合の2次元アレイ的に振舞うことがわかった。一方、膜厚が非常に薄い場合には膜は超伝導特性を示さず、抵抗値は2次元ホッピングモデルあるいは半導体モデルに従い、低温で急激に増加した。この様な抵抗の増加は、微粒子が金属的なものであるとすれば、粒界における電荷輸送機構に関連していると考えられる。次に超伝導特性を示さないBi系薄膜の電界効果を調べるために、電界効果トランジスタ型の試料を作製し、4.2KにおけるBi系薄膜のコンダクタンスの電界依存性を調べた。これよりゲ-ト電圧の印加に対して、Bi系薄膜のコンダクタンスが非周期的な変調を受けることがわかった。これらの電界効果が生じる原因としては、酸化物超伝導体の導伝面の層状構造に起因した効果や、ジョセフソン効果と双対なPQT効果などが考えられる。これらの機構を明らかにするため現在実験を進めている。

The purpose of this study is to investigate the generation of very small superconducting junctions and the realization of double-pair charge quantum effects. In the past year, the research on the preparation of metal particle superconductors and the basic characteristics of metal particle superconductors has been carried out. The present research on the application of Bi-based superconductors in the field of electron transfer has been carried out. Bi-based superconductors are produced by a process known as a film forming process. The results show that the c-axis alignment of the film is lower than that of the polycrystalline film. When the film thickness is several hundred A^^or more, the film is grown at T_<oend>~ 60K and the superconducting characteristics are shown. The film has a high conductivity and high conductivity. The results show that the transition characteristics of the film are dominated by the magnetic beam quantum response and the two-dimensional transition characteristics of the film quantum response. For example, when the film thickness is very thin, the film conductivity is displayed, and the resistance value is increased under high temperature. The resistance of these particles increases, and the particles are related to the charge transport mechanism of the metal. Second, the conductivity characteristics of Bi-based thin films were investigated. The electrical properties of Bi-based thin films were tuned at 4.2 K. For example, the voltage of the Bi-based thin film is not periodic. The reason for the occurrence of this electric field effect is due to the layered structure of the conductive surface of the acidified superconductor. This is the first time that I've seen this.