高温酸化物超伝導体と金属の常温接合

高温氧化物超导体与金属的室温键合

• 批准号: 03210105
• 负责人: 須賀 唯知
• 金额: $ 0.96万
• 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03210105/
• 关键词: 高温酸化物超伝導体; 接合; 界面抵抗; YB_2CuO; イオン衝撃; 表面活性化

表面活性化による常温接合は,超高真空中で金属表面をイオン衝撃により清浄化し活性化することによって,低エネルギ-で金属ー異種材料の接合を実現する手法である。本研究ではこの手法を高温酸化物超伝導体,特にYBa_2Cu_3O_<7ーX>焼結体と多結晶Alの接合に適用した。焼結体の表面は焼結のままの状態でかなりラフであるにも関わらず,かなりの強固の接合が得られた。界面抵抗は77Kで3〜9×10^<ー9>Ωm^2であった。77Kから92Kの間,抵抗の温度係数は正で金属的であるが,抵抗値は電流にも依存し接合は完全なオ-ミックではない。電流値が大きい場合ジュ-ル熱による界面抵抗の増加も予想されるが,今回そのような影響はないことを確かめた。また電圧特性は極性に依存しない。本手法による接合は従来の蒸着法によるAl,Inなどの活性金属とYBCOの接合よりも3桁以上抵抗値が小さく,またわずかながら非オ-ミック特性を示すものの,接合は金属的で,従来の手法で報告されている半導体的な界面特性ではないという点でユニ-クな結果となっている。Alなどの酸素との親和性の大きい活性金属は一般に酸化物系超伝導体と反応しやすいと言われているが,今回の結果は必ずしもそれに従わない。その理由は現在のところ定かではないが,接合前のイオン衝撃によってAl表面には酸素を固溶した数nm厚のダメ-ジ層が形成され,これを介して接合しているための影響とも考えられる。

Surface activation: bonding at room temperature; cleaning and activation of metal surfaces by impact in ultra-high vacuum; bonding of dissimilar metal materials at low temperatures; In this paper, we study the application of high temperature acidified superconductors, especially YBa_2Cu_3O_<7-X> sintered bodies and polycrystalline Al joints. The surface of sintered body is in the state of sintering, and the strong joint is obtained. Interface resistance 77K 3 ~ 9×10^<-9>Ωm^2. Between 77K and 92K, the temperature coefficient of resistance is positive for metals, and the resistance value is current dependent. The increase in the interface resistance of the current is expected to be due to the large number of times the current is applied. The voltage characteristics depend on polarity. This method is used for bonding Al,In, YBCO and active metals. The bonding resistance is small, and the non-bonding characteristics are shown. The bonding method is used to report the interface characteristics of the semiconductor. Al is an active metal with a high affinity for acid. It is usually an acid system with a high affinity for oxygen. The reason for this is that before bonding, the impact of the aluminum surface is solid solution and the thickness of the aluminum surface is several nm.

项目成果

高橋 裕,須賀 唯知: "蒸着法によるYBa_2Cu_3O_<7ーX>超伝導体/金属の低抵抗界面" 日本セラミック協会学術論文集. 99. 427-430 (1991)

Yutaka Takahashi、Yuichi Suga：“通过气相沉积法制备 YBa_2Cu_3O_<7-X> 超导体/金属的低电阻界面”日本陶瓷学会会刊 99. 427-430 (1991)。

Y.Takahasi;E.Hosomi;T.Suga: "Low-Resitivity Contact of YBa_2 Cu_3 O_<7-X>/Al Joint Bonded at Room Temperature" Jpn J.Appl.Physics. 30. L2028-2031 (1991)

Y.Takahasi；E.Hosomi；T.Suga：“室温下粘合的 YBa_2 Cu_3 O_<7-X>/Al 接头的低电阻接触”Jpn J.Appl.Physics。