高温超伝導体トンネル形ジョセフソン素子の作製

高温超导隧道型约瑟夫森器件的制作

• 批准号: 03210104
• 负责人: 岡部 洋一
• 金额: $ 8万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03210104/
• 关键词: 高温超伝導体; トンネル型ジョセフソン素子; YBCO; ラマン分光; PrBCO; MgO; バッファ層; 界面

金属系の超伝導エレクトロニクスの歴史から明らかなように,高性能のエレクトロニクスの実現には,トンネル型ジョセフソン素子が不可欠である.しかしながら高温超伝導体につしてはいまだに良いトンネル素子が得られていない.昨年度までの研究で,YBCOの上にMgO,STO,YOなどの絶縁体を配置すると,島状構造になり易いことが判明した.さらに本年度にかけて,これらの絶縁体がYBCOに対し,ストレスのような大きな影響を与えていることが示された.具体的には可視光が絶縁層は透過するがYBCOは透過しないことを利用し,ラマン分光法により絶縁層とYBCOの界面の状態を調べた.その結果,超伝導を破壊するに足る程の大きなストレスに対応するラマンシフトが観測されたものである.そこでこうした界面問題を解決するために,両層の間にバッファ層を挿入することを提案した.バッファ層は両材質に対しぬれ性が良く,島状とならないこと,近接効果等により十分な超伝導電子密度が確保できることが必要条件となる.この条件を満たすものとして我々はPrBCOを採用した.積層成長実験の結果,PrBCOはYBCOに対し,極めて平担に成長し,またその上にMgOを成長したところ非常に安定な平担面が得られ,バッファ層として構造的には十分な材料であることが示された.その上にさらにPrBCO,YBCOと5層の成長を行なっても,平担性,最上部のYBCOの超伝導性とも優れたものが得られ,素子化の目途を得ることができた.さらに本年購入のマスクアライナ-,スピナ-等,微細加工用の装置を用い,具体的なジョセフソン素子構造を作る基礎実験にも成功することができた.今後,トンネル型の素子構造を構成し,本法の有効性を検証する予定である.

The metal system superconductivity and high performance superconductivity have been developed. There are many good elements in high-temperature superconducting conductors. In the past year's research, MgO,STO,YO and other insulating materials on YBCO were arranged, and island structures were easily identified. This year, the impact of YBCO on the solar system is significant. Specifically, the state of the interface between the insulating layer and YBCO can be adjusted by using the optical spectroscopy method. As a result of this, the super-conductor has a large number of problems. The problem of interface is solved. The problem of interface is solved. The material quality of the layer is good, the island shape is good, the proximity effect is good, the electron density of the superconductor is good, and the necessary condition is good. The conditions for this are: As a result of the growth of the multilayer structure,PrBCO is grown on the top of YBCO, and MgO is grown on the top of YBCO. The growth of PrBCO,YBCO 5 layers in the upper layer is smooth, and the superconductivity of YBCO in the uppermost layer is excellent. In addition, the company has successfully implemented the basic construction of micromachining equipment, such as micromachining equipment, micromachining equipment, micromachining equipment and micromachining equipment. From now on, the structure of the element of the new type is determined.

项目成果

Yoichi Okabe: "Towards real HTS-tunnel junctions(invited)" Proc.of IC-SQUID'91. (1991)

Yoichi Okabe：“迈向真正的高温超导隧道连接点（受邀）”Proc.of IC-SQUID91。

G.Matsubara,T.Matusi and Y.Okabe: "Non-destructive characterization of insulator/Y-Ba-Cu-O interface by laser Raman scattering spectroscopy" Extended Abstracts of The 3rd FED Workshop on Temperature Superconduction Electron Devices. 100-101 (1991)

G.Matsubara、T.Matusi 和 Y.Okabe：“通过激光拉曼散射光谱对绝缘体/Y-Ba-Cu-O 界面进行无损表征”第三届 FED 温度超导电子器件研讨会的扩展摘要。

G.Matsubara and Y.Okabe: "Observation of interface stress in barrier/Y-Ba-Cu-O structure by laser Raman scattering spectroscopy" Extended Abstracts of ISEC91(International Superconductive Electronics Conference). (1991)

G.Matsubara 和 Y.Okabe：“通过激光拉曼散射光谱观察势垒/Y-Ba-Cu-O 结构中的界面应力”ISEC91（国际超导电子会议）的扩展摘要。

A.Nakagawa,M.Sugiura and Y.Okabe: "Substrate bias and pressure effect on formation of YBaCuO thin films rf magnetron sputtering system" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.30 No.6A. L993-996 (1991)

A.Nakakawa、M.Sugiura 和 Y.Okabe：“基板偏压和压力对 YBaCuO 薄膜射频磁控溅射系统形成的影响”Jpn.J.Appl.Phys.Vol.30 No.6A。

G.Matsubara Y.Okabe: "Obserbation of interface stress in barrier YBCO structure by laser Raman scattering spectrocscopy" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.30 No.10B. L1794-L1797 (1991)

G.Matsubara Y.Okabe：“通过激光拉曼散射光谱观察势垒 YBCO 结构中的界面应力”Jpn.J.Appl.Phys.Vol.30 No.10B。