高温超伝導Bi系バルク単結晶を用いたSーNーS及びSーIーS構造デバイスの作製

利用高温超导铋基块状单晶制造S-N-S和S-I-S结构器件

• 批准号: 03210222
• 负责人: 徳高 平蔵
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tottori 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-03210222/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; BiーSrーCaーCuーOバルク単結晶; 表面組成分析; 反射高速電子線回折; 超伝導デバイス; X線光電子分光; ジョセフソン接合; 表面構造

高品質80K相BiーSrーCaーCuーO(Bi系)バルク単結晶を自己フラックス法により作製し、これらの単結晶を用いて、S_1(Bi系バルク単結晶)ーN(金属)ーS_2(金属超伝導)及びS_1ーI(絶縁体)ーS_2構造の超伝導デバイスを作成した。本研究は、Bi系超伝導体の作製、超伝導デバイスの作製、Bi系バルク単結晶と金属あるいは半導体の界面の研究に分けられる。各項目についての成果を列挙する。Bi系超伝導体の作製では、(1)80K相バルク単結晶の最適な温度成長プロセス、(2)蓋付きの坩堝を使用して作製する場合の最適な原材料組成及び蓋付きの坩堝を使用した場合の結果との違い、(3)Bi系セラミックスの作製時のプレス圧が試料の超伝導性に及ぼす効果を明らかにした。超伝導デバイスの作製では、(1)Bi系バルク単結晶の清浄化した表面では、薄く(〜20Å)しかも均一なY_2O_3やBi_2O_3絶縁層が堆積できること、(2)S_1ーIーS_2構造の絶縁体としてY_2O_3(人工障壁)及び自然障壁(大気中劈開後放置した表面)は有効であること、(3)人工障壁はガス吸着が原因であり、これは真空中で加熱することに取り除かれることがわかった。Bi系バルク単結晶と金属あるいは半導体の界面研究では、以下のことが明らかになった。(1)バルク単結晶表面のAgの堆積では室温で多結晶成長し、300℃で島状単結晶成長する。(2)Auの堆積では室温でアモルファス、300℃で多結晶成長する。(3)Geの堆積では室温でBiとGeの混合層が形成される。

High quality 80K phase Bi Sr Ca Cu O(Bi system) single crystal is prepared by the method of self-determination, the use of single crystal, S1 (Bi system single crystal) N(metal) S2 (metal superconductivity) and S1 I(insulator) S2 structure superconductivity. This study focuses on the fabrication of Bi-based superconductors, the fabrication of superconductors, and the study of interfaces between Bi-based crystals and metals and semiconductors. The results of each project are listed below. The preparation of Bi-based superconductors includes: (1) the optimum temperature growth conditions for crystallization at 80K;(2) the optimum composition of raw materials and the optimum results for the use of a crucible;(3) the superconductivity and the temperature properties of Bi-based superconductors during the preparation of a crucible. (1)Bi system single crystal clear surface, thin (~ 20) uniform Y_2O_3 and Bi_2O_3 insulation layer accumulation,(2)S_1-S_2 structure insulation, Y_2O_3(artificial barrier) and natural barrier (3) Artificial barrier is the cause of adsorption. Bi-series crystal and metal interface study of semiconductor (1)Ag accumulation on the surface of single crystals can grow in multiple crystals at room temperature or in island crystals at 300℃. (2)Au The deposition temperature is room temperature, and the crystallization temperature is 300℃. (3)Ge A mixed layer of Bi and Ge is formed at room temperature.

项目成果

H.Fujimoto et al.: "THE SURFACE CHARACTERIZATIONS OF 80KーPHASE Bi(Pb)ーSrーCaーCuーO BULK SINGLE CRYSTALS AND THIN FILMS" Proc. 3rd Int. Symposium on Superconductivity(ISS '90),Nov.6ー9,1990,Sendai. 1057-1060 (1991)

H.Fujimoto 等人：“80K 相 Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O 块状单晶和薄膜的表面特性”，第三届国际超导研讨会（ISS 90），11 月。 1990 年 6-9 日，仙台 1057-1060 (1991)。

S.Kishida et al.: "THE PREPARATION CONDITIONS OF THE FLAT 80KーPHASE BiーSrーCaーCuーO THIN FILMS BY RF MAGNETRON SPUTTERING" Applied Surface Science. 48/49. 446-449 (1991)

S.Kishida 等人：“通过射频磁控管溅射制备平面 80K 相 Bi-Sr-Ca-Cu-O 薄膜”应用表面科学 48/49 (1991)。

W.Futo et al.: "PREPARATION CONDITIONS OF 80KーPHASE Bi(Pb)ーSrーCaーCuーO SINGLE CRYSTALS" Proc. 3rd Int. Symposium on Superconductivity(ISS '90),Nov.6ー9,1990,Sendai. 781-784 (1991)

W.Futo 等人：“80K 相 Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O 单晶的制备条件”Proc. 3rd Int Symposium on Superconductivity(ISS 90)，1990 年 11 月 6-9 日，仙台781-784（1991）

S.Kishida et al.: "The Preparations of 11OK PbーDoped BiーSrーCaーCuーO Superconducting Ceramics in Various OxygenーReduced Atmospheres" phys. stat. sol.(a). 124. K117-K121 (1991)

S.Kishida 等人：“在各种氧还原气氛中制备 11OK Pb 掺杂 Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导陶瓷” phys.(a)。 ）

H.Higashi et al.: "PREPARATIONS OF FLAT 80KーPHASE BiーSrーCaーCuーO SUPERCONDUCTING THIN FILMS" Proc. 3rd Int. Symposium on Superconductivity(ISS '90),Nov.6ー9,1990,Sendai. 1045-1048 (1991)

H. Higashi 等人：“平面 80K 相 Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导薄膜的制备”，第 3 届超导国际研讨会（ISS 90），1990 年 11 月 6-9 日，仙台.1045-1048 (1991)