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高温超伝導対薄膜界面の研究

高温超导与薄膜界面的研究

基本信息

批准号：
02226215
负责人：
山下努
金额：
$ 10.56万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
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

単結晶MgO基板上と単結晶SrTiO_3基板上に、MOCVD法によりYBCOを成膜し、ブリッジ型デバイスを作製したところ、MgO基板を用いた場合のみ再現性良く明瞭なジョセフソン効果が観測された。この結果を解明するため、それぞれの基板上のYBCO膜についてTEM観察とX線回折を行ったところ、いずれも結晶粒径が約1μmの(001)配向多結晶膜であった。SrTiO_3基板上のYBCOは僅かなC軸の振れ以外は結晶粒間のミスオリエンテ-ションの無い粒界を形成しているのに対し、MgO基板上のYBCOはC軸の振れに加えて多様な角度の面内ロ-テ-ションを持つ傾角粒界を形成していること、そしてこれらの粒界部には新たな粒界相は形成していないことが観察された。粒界は、45度ロ-テ-ションの大傾角粒界や、θ〜5度ロ-テ-ションの小傾角粒界からなっている。MgO基板上のYBCO膜の場合、上記の面内のロ-テ-ションを持つ傾角粒界がジョセフソン接合部となっている可能性が考えられた。傾角粒界の効果の調査、更には人工的な傾角粒界接合の作製を目的として、バイクリスタルのSrTiO_3基板を作製し、MOCVD法によりYBCO膜を成膜し、ブリッジ型デバイスの特性評価を行った。バイクリスタルSrTiO_3は、2個の単結晶SrTiO_3を加圧力1kg/mm^2,1400℃×1hの条件で真空ホットプレスを行って接合し作製した。傾角20°のSrTiO_3基板上のYBCO膜についてのX線φスキャンの結果、YBCO膜もバイクリスタル基板方位に関係して、20°の面内ロ-テ-ションを持っており、基板接合部で20°傾角粒界が形成されていることをTEM観察より確かめた。レ-ザ-エッチングによりこのYBCO膜に5μm^WX10μm^1のブリッジを作製し、69KでXバンドマイクロ波を照射した時のIーV特性を測定した所、4次までの電磁波誘起ステップが観察され、バイクリスタル基板上に人工コヒ-レント粒界接合が形成されたことを確認した。

YBCO film formation by MOCVD method on single crystal MgO substrate and on single crystal SrTiO_3 substrate, ブリッジ type The デバイスを is made of したところ, and the MgO substrate is used in the situation where the reproducibility is good and the なジョセフソン effect is clearly tested. The result is explained by the YBCO film on the YBCO substrate and the TEM observation and X-ray return It is a polycrystalline film with a crystal grain size of approximately 1 μm (001). The YBCO on the SrTiO_3 substrate only has the vibration between the crystal grains except for the C-axis vibration.ンテ-ションの无い　　　　　　, 　　YBCO 　C-axis on MgO substrateの悌に加えて多様なangle のplane ロ-テ-ションをhold つinclination angle をformation していること, そしてこれらのgrain boundary part には新たなgrain boundary phase は formation していないことが観看された. Grain boundary は, 45 degree ロ-テ-ションの large-angle grain boundary や, θ~5 degrees ロ-テ-ションの small-tilt grain boundary からなっている. In the case of the YBCO film on the MgO substrate, the above-mentioned possibility of in-plane inclination of the grain boundaries and joints is considered. Investigation of the effect of inclination grain boundaries, and the purpose of making artificial inclination grain boundary joints, and SrTiO _3Substrate fabrication, YBCO film formation using MOCVD method, and evaluation of the characteristics of ブリッジ type diodes.バイククリスタルSrTiO_3は, 2 pieces of single crystal SrTiO_3を pressure 1kg/ mm^2, 1400℃ × 1h conditions, vacuum manufacturing and jointing. X-ray results of the YBCO film on the SrTiO_3 substrate with a tilt angle of 20°, and the relationship between the orientation of the YBCO film and the substrateして, 20° in-plane in-plane surface tangibility, 20° inclination angle grain boundary が formation of the substrate joint part されていることをTEM観看より正かめた.レ-ザ-エッチングによりこのYBCO filmに5μm^WX10μm^1 The production of のブリッジを、69KでCharacteristics Measurement Station, 4th Electromagnetic Wave Induction Tester, バイクリConfirmation of the formation of artificial コヒ-レント grain boundary bonding on the スタル substrate.