帯溶融法による酸化物超伝導体薄膜の単結晶化と単一接合マイクロブリッジの作成

带熔化法氧化物超导薄膜单晶化及单结微桥的制作

• 批准号: 03210204
• 负责人: 奥山 克郎
• 金额: $ 1.28万
• 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: 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-03210204/
• 关键词: YBCO薄膜; BSCCO(2212)薄膜; 帯溶融法による結晶化; AgによるYBCO薄膜の結晶化促進

本研究の目的は、MgO基板上にスパッタ成膜した無定形YBCOおよびBSCCO薄膜を、帯溶融法を用いて液相エピ成長させ、単結晶薄膜とするプロセス技術を明らかにし、基板段差部に単一接合マイクロブリッジを形成することである。本年度は、(1)MgO基板にAg薄膜を予備コ-トしたあと、厚さ0.3μmの無定形YBCO膜をスパッタ成膜し、赤外線集光加熱を用いた帯溶融法により結晶化する場合の最適条件を調べた。最適帯溶融温度は、200A^^ﾟのAgの中間層のある場合は、960℃であり、C軸配向した直径10μm以上の板状結晶となり、Tcエンドで75Kとなることが分かった。Ag中間層は、YBCOの結晶化を促進し、高いTcの膜を得る上で効果的であるが、リン酸エッチによりマイクロブリッジを作成する際、膜が剥離する問題が発生したため、対策を検討中である。(2)厚さ1.5μmの無定形BSCCO(2212)膜の帯溶融を試みた。0.23mm/minの掃引速度のとき、帯溶融温度844℃では、(2201)相の混入が多いこと、板状結晶と針状結晶の両方が見られること、抵抗は温度に対し二段遷移で、Tcエンドで30Kと低いことが分かった。帯溶融温度855℃のときは、X線回折線は(2212)相のピ-クで占められ、C面配向した、表面の滑らかな板状結晶よりなる膜が得られ、Tcエンドで75Kであった。860℃で処理した場合は、膜表面の凹凸が激しくなりTcも低下した。したがって、BSCCO(2212)膜の場合は、855℃付近のきわめて狭い温度範囲で帯溶融することが重要であることが分かった。帯溶融法により結晶化して超伝導膜とするプロセス技術からYBCO膜とBSCCO(2212)膜を比較すると、処理温度が低く、スパッタ時の組成制御の容易なBSCCO膜の方がより適しているといえる。

The purpose of this study is to form amorphous YBCO and BSCCO thin films on MgO substrates by liquid-phase growth and single-crystal thin film formation techniques. This year,(1)MgO substrate Ag thin film prepared by amorphous YBCO film with a thickness of 0.3μm, infrared concentrated light heating by medium melting method, crystallization conditions were optimized. The optimum melting temperature is 200A for Ag interlayer and 960℃ for plate-like crystals with C-axis alignment and diameter of 10μm or more. Ag interlayer promotes crystallization of YBCO and high Tc film formation. The problem of film peeling occurs during preparation of Ag interlayer. (2)The melting behavior of amorphous BSCCO(2212) film with thickness of 1.5μm was investigated. 0.23 mm/min sweep velocity, melting temperature 844℃,(2201) phase mixing, plate-like crystals, needle-like crystals, square crystals, resistance temperature, two-stage migration, Tc, 30K, low temperature. Melting temperature 855℃, X-ray folding line (2212) phase, C plane alignment, surface slip, plate-like crystal film, Tc, 75K. 860℃ treatment conditions, film surface roughness is excited, Tc is low In the case of BSCCO(2212) film, the temperature range of 855℃ is close to the melting point. Compared with YBCO film and BSCCO(2212) film, it is easy to control the composition of BSCCO film when the crystallization temperature is low and the temperature is high.

项目成果

S.Ohsima,K.Okuyama,K.Sawaya,H.NaKajima,K.Noguchi: "Study of Surface Resistance of YBa_2Cu_3O_<7‐>δ" M^2S‐HTS Conference(Kanazawa,Japan),Physica C. 185ー189. 2583-2584 (1991)

S. Ohsima、K. Okuyama、K. Sawaya、H. NaKajima、K. Noguchi：“YBa_2Cu_3O_<7->δ 表面电阻的研究”M^2S-HTS 会议（日本金泽），Physica C. 185- 189.2583-2584（1991）

K.Morita,S.Kambe,S.Ohsima,K.Okuyama: "Preparation of an Oxide film through a Hydroxide Compound Layer" Accepted for publication in Appl.Phys.Letters.

K.Morita、S.Kambe、S.Ohsima、K.Okuyama：“通过氢氧化物层制备氧化膜”接受发表在 Appl.Phys.Letters 上。

K.Okuyama,H.Uenishi,S.Ohahima,S.Kambe: "Crystallization of Amorbhous YBCO Thin Films by Zone‐Anneal Technique" Jpn.J.Appl.Phys.

K.Okuyama、H.Uenishi、S.Ohahima、S.Kambe：“通过区域退火技术结晶非晶体 YBCO 薄膜” Jpn.J.Appl.Phys。

S.Kambe,Y.Murakoshi,R.Sekine,M.Kawai,T.Yamada,S.Ohsima,K.Okuyama: "Bi and Cu Valences of Bi‐based Superconductors." Chem‐HTSC conference(Kanazawa,Japan),Physica C. 190. 139-140 (1991)

S. Kambe、Y. Murakoshi、R. Sekine、M. Kawai、T. Yamada、S. Ohsima、K. Okuyama：“Bi 基超导体的 Bi 和 Cu 价态”（日本金泽），物理学 C. 190. 139-140 (1991)

S.Ohshima,K.Okuyama,K.Sawaya,K.Noguchi: "Surface Resistance of BSCCO Microstrip lines" 4th International Symp.on Superconductivity(ISS91),to be published in Physica C.

S.Ohshima，K.Okuyama，K.Sawaya，K.Noguchi：“BSCCO微带线的表面电阻”第四届国际超导研讨会(ISS91)，即将发表在Physica C上。